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FY-4A气象卫星LST L2级产品地面检验

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遥感信息 2023年第4期38卷 12-23页

作者：刘志刚刘昊野邵长亮刘聪杨佳包玉龙中国气象局大气探测重点开放实验室成都610000 中国气象局气象探测工程技术研究中心成都610000 秦皇岛市气象局河北秦皇岛066000 中国气象局气象探测中心北京100081

为了检验FY-4A气象卫星陆表温度(land surface temperature,LST)L2级产品数据的精度及可用性,对2019年FY-4A卫星逐分钟全圆盘及中国区反演的LST产品(Ta),与全国区域(除台湾省)3300多个气象观测站观测时间差±120 sec之内的地面温度(Tg)... 详细信息

为了检验FY-4A气象卫星陆表温度(land surface temperature,LST)L2级产品数据的精度及可用性,对2019年FY-4A卫星逐分钟全圆盘及中国区反演的LST产品(Ta),与全国区域(除台湾省)3300多个气象观测站观测时间差±120 sec之内的地面温度(Tg)和草面(雪面)温度(Ts)进行标准差对比与相关性分析。结果表明:FY-4A反演的LST产品与地面气象站观测结果一致,产品平均标准偏差为5.64℃和5.30℃,数据平均相关性0.9111和0.9048,能够准确反映我国各地LST的时空分布特征。对于像元(4 km×4 km)内下垫面,反演的LST与地面温度和草面地温的相关性高度一致,(Ta-Tg)与(Ta-Ts)存在显著线性正相关关系,且相关系数稳定。

关键词： FY-4A 气象卫星陆表温度地面温度草面温度平均标准偏差数据相关性

真空紫外单光子电离质谱技术的研究进展及其在挥发性有机物在线分析中的应用

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分析化学 2019年第7期47卷 976-984页

作者：孙万启张勇方双喜中国气象局气象探测中心

真空紫外单光子电离质谱(VUV-SPI-MS)具有广谱软电离、碎片峰少、基质干扰小、灵敏度高、响应时间短等优点,适用于混合挥发性有机物的实时在线分析。本文介绍了VUV-SPI-MS的工作原理和结构组成,概括了其在进样系统、电离源、质量分析器... 详细信息

真空紫外单光子电离质谱(VUV-SPI-MS)具有广谱软电离、碎片峰少、基质干扰小、灵敏度高、响应时间短等优点,适用于混合挥发性有机物的实时在线分析。本文介绍了VUV-SPI-MS的工作原理和结构组成,概括了其在进样系统、电离源、质量分析器等方面的研究进展,综述了其在大气成分观测及大气化学反应研究、环境监测、食品检测等领域中的在线分析应用研究进展,并对未来的发展方向和发展趋势进行了展望。

关键词：真空紫外单光子电离质谱挥发性有机物在线分析评述

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基于北京多源资料的云宏观特征判识

应用气象学报 2023年第2期34卷 206-219页

作者：周青李柏张勇陶法胡树贞李瑞义杨荣康中国气象局气象探测中心北京100081

获取准确的云高及其变化特征,对于揭示天气系统的演变以及改进气候模式具有重要作用。由于不同设备观测云高的不确定性,将锋区要素不连续变化理论引入云高分析中,将云底部、云顶部大气的交界过渡带区域视为云锋区,研究探空、毫米波雷达... 详细信息

获取准确的云高及其变化特征,对于揭示天气系统的演变以及改进气候模式具有重要作用。由于不同设备观测云高的不确定性,将锋区要素不连续变化理论引入云高分析中,将云底部、云顶部大气的交界过渡带区域视为云锋区,研究探空、毫米波雷达、风廓线雷达等不同类型设备观测要素在云锋区及云外环境大气的变化特征。对流云和层状云个例研究表明:在云锋区,温湿度及雷达反射率因子随高度的一阶、二阶导数均呈不连续现象(即一阶、二阶导数值在云内外和云锋区表现为不相等),风廓线雷达信噪比垂直梯度也出现突变,因此不同设备观测云高具有较好空间一致性,并得到云底和云顶高度的合理范围和相应判据;相对于层状云,对流云内外温度梯度差异以及云体内反射率因子二阶导数的脉动变化幅度均偏大,因此可作为区分二者的参考指标。

关键词：云锋区二阶导数不连续变化判识方法

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微波辐射计温湿廓线反演方法改进试验

应用气象学报 2020年第4期31卷 385-396页

作者：张雪芬王志诚茆佳佳汪章维张东明陶法中国气象局气象探测中心北京100081 浙江省大气探测技术保障中心杭州310018

为提升地基微波辐射计在不同天气条件下,特别是云天条件下温湿廓线的反演精度,利用2011年1月—2016年12月中国气象局北京国家综合气象观测试验基地探空数据,在微波辐射计反演温湿度廓线的过程中通过区分晴天和云天条件并引入全固态Ka波... 详细信息

为提升地基微波辐射计在不同天气条件下,特别是云天条件下温湿廓线的反演精度,利用2011年1月—2016年12月中国气象局北京国家综合气象观测试验基地探空数据,在微波辐射计反演温湿度廓线的过程中通过区分晴天和云天条件并引入全固态Ka波段测云仪云高及云厚信息,对反演输入亮温进行质量控制和偏差订正,建立BP神经网络模型,采用2017年1月—2018年3月微波辐射计探测数据评估检验,结果表明:在亮温订正前提下,晴天温度模型、云天温度模型、晴天相对湿度模型和云天相对湿度模型反演结果与探空的相关系数分别为0.99,0.99,0.80和0.78,均方根误差为2.3℃,2.3℃,9%和16%,较微波辐射计自带产品(LV2产品)减小约0.4℃,0.3℃,11%和9%,准确性提升约30%,28%,64%和45%;温度模型偏差在±2℃以内、湿度模型偏差在±20%以内的占比分别为68%,70%和95%,78%,较LV2产品分别提高了7%,5%和27%,23%,其中相对湿度改善明显。可见亮温订正、区分天气类型训练反演模型有利于改善地基微波辐射温湿廓线反演精度。

关键词：地基微波辐射计 BP神经网络温湿廓线测云仪

气相色谱法对本底大气氧化亚氮浓度的标气定量方法研究

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环境科学学报 2018年第5期38卷 1768-1773页

作者：潘京京方双喜王红阳梁苗孙万启许丽娜中国气象局气象探测中心中国气象局大气成分观测与服务中心北京100081

利用气相色谱-电子捕获检测器法(GC-ECD)测量大气中氧化亚氮(N_2O)浓度是目前广泛使用的方法,但ECD分析N_2O时存在线性范围较窄的缺点,因此,标气数量和定量方式是决定分析结果的关键因素.基于此,本文对比分析了单点线性校正法(S)、多点... 详细信息

利用气相色谱-电子捕获检测器法(GC-ECD)测量大气中氧化亚氮(N_2O)浓度是目前广泛使用的方法,但ECD分析N_2O时存在线性范围较窄的缺点,因此,标气数量和定量方式是决定分析结果的关键因素.基于此,本文对比分析了单点线性校正法(S)、多点线性拟合法(D)、单瓶标气近似校正法(SA)、单瓶标气比值校正法(SC)对N_2O检测分析结果的差异.结果表明,SA定量相对误差最小,对测试使用的6瓶标气定值平均误差为0.09×10^(-9).根据本底大气N_2O观测精度要求,以及我国大气N_2O浓度变化范围较大的特征,推荐选用SA法对大气中N_2O浓度进行定值.依据所选方法对黑龙江龙凤山本底站大气N_2O浓度进行观测(2015年1—12月),结果显示,黑龙江龙凤山站大气N_2O浓度最高值出现在4—5月,平均值超过330×10^(-9).该站大气N_2O浓度主要受人为活动排放的影响.

关键词：气相色谱氧化亚氮标气定量测量

地基遥感联合反演大气边界层高度与ERA5再分析资料比对分析

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气象 2023年第2期49卷 178-187页

作者：杨世昆杨玲张雪芬陶法何平茆佳佳焦志敏徐文铎成都信息工程大学成都610225 中国气象局大气探测重点开放实验室成都610225 中国气象局气象探测中心北京100081 南京信息工程大学南京210044

利用北京国家综合气象探测试验基地超大城市观测试验建设的地基垂直遥感设备(激光气溶胶雷达、微波辐射计及风廓线雷达),使用2021年5—8月的观测资料,根据不同设备的探测优势以及边界层的日变化规律,利用激光气溶胶雷达、微波辐射计、... 详细信息

利用北京国家综合气象探测试验基地超大城市观测试验建设的地基垂直遥感设备(激光气溶胶雷达、微波辐射计及风廓线雷达),使用2021年5—8月的观测资料,根据不同设备的探测优势以及边界层的日变化规律,利用激光气溶胶雷达、微波辐射计、风廓线雷达观测资料进行联合反演,得到全天候大气边界层高度。并将联合反演所得的边界层高度与探空资料计算及ERA5再分析资料提供的全天候大气边界层高度进行比较,发现:联合反演边界层高度与ERA5数据提供的大气边界层高度有较好的一致性;激光气溶胶雷达适用于白天对流边界层的观测,微波辐射计适用于夜间稳定边界层的观测,使用微波辐射计与风廓线雷达联合反演大气边界层高度可以改善弱降雨时单设备的反演结果;联合反演的大气边界层高度结果与单设备反演大气边界层高度均符合大气边界层的日变化规律;得到的联合反演边界层高度与探空数据计算得到的大气边界层高度差值的标准偏差为62 m,相较于ERA5数据提供的一定范围内大气边界层高度均值,联合反演边界层高度能更精准地反映更小范围内的大气边界层高度。

关键词：地基垂直遥感激光气溶胶雷达微波辐射计风廓线雷达联合反演大气边界层高度

清远连州CINRAD/SA-D型业务试验双偏振天气雷达技术评估

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北京理工大学学报 2018年第9期38卷 953-958页

作者：邵楠步志超李柏陈玉宝中国气象局气象探测中心北京100081

以北京敏视达雷达有限公司生产的国内首部S波段业务试验双偏振雷达(清远连州CINRAD/SA-D型)为研究对象,从硬件升级、在线/离线标定方法、信号处理及软件技术等方面与美国WSR-88D双偏振天气雷达进行比对分析,重点对采用机内信号源法的长... 详细信息

以北京敏视达雷达有限公司生产的国内首部S波段业务试验双偏振雷达(清远连州CINRAD/SA-D型)为研究对象,从硬件升级、在线/离线标定方法、信号处理及软件技术等方面与美国WSR-88D双偏振天气雷达进行比对分析,重点对采用机内信号源法的长期标定结果和小雨数据全链路标定结果进行统计分析.研究结果表明:机内长期标定情况下,差分反射率因子ZDR和差分传播相位ΦDP的统计方差分别为0.205 3dB和1.135 8°;通过关键参数筛选出的业务观测小雨数据,ZDR的标准差值控制在了0.5dB以内,这些结果与美国天气雷达标定指标相当.

关键词：双偏振雷达机内定标小雨法定标

Ka波段毫米波云雷达对青藏高原东南缘降水回波的分析

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气象 2024年第3期50卷 291-302页

作者：王卫民徐八林雷勇舒斌马芳云南省大气探测技术保障中心昆明650034 中国气象局气象探测中心北京100081

利用丽江站新建的Ka波段毫米波云雷达获得的高时间分辨率的垂直观测资料,结合同址的地面自动气象站和雨滴谱的分钟数据、常规探空数据和附近C波段天气雷达的强度回波,分析了两次降水过程前后云雷达反射率因子Z、径向速度V_(r)、速度谱宽... 详细信息

利用丽江站新建的Ka波段毫米波云雷达获得的高时间分辨率的垂直观测资料,结合同址的地面自动气象站和雨滴谱的分钟数据、常规探空数据和附近C波段天气雷达的强度回波,分析了两次降水过程前后云雷达反射率因子Z、径向速度V_(r)、速度谱宽S_(w)的垂直变化规律。分析表明:在发生弱降水时,云雷达Z在垂直方向的变化不明显;但V_(r)、S_(w)值在0℃层稍低位置有一个明显的分界层(融化层),粒子通过融化层后V_(r)、S_(w)都是快速变大,这个变化主要是粒子的相态由固态变成液态引发的,可以通过V_(r)、S_(w)突变值的位置来识别0℃层亮带的高度。从C波段天气雷达回波强度、剖面图及云雷达位置的时间-高度图看,对毛毛雨和小雨的回波,强度和高度差异比较明显,毛毛雨比小雨回波高度低、强度弱,与云雷达相比C波段雷达对高一些的云观测不到,对距离较远的弱降水回波无法观测到;由于相同粒子对不同波长电磁波的散射不一样,造成两种雷达垂直方向观测到的Z变化不同。对比弱降水回波,云雷达在强降水时:Z出现缺口;V_(r)在0℃层以上有较大的正值(弱降水的V_(r)都是负值);在0℃层以上S_(w)变得更大(弱降水时S_(w)在0℃层以上值较小,在0℃层以下较大)。在强降水时,从C波段雷达回波强度时间-高度图看,垂直方向回波强度变化明显,在同一时刻回波强度由地面向空中的变化是逐渐减小的;不同时间同一高度层强度也有变化,云雷达雨衰缺口时段回波明显强于其他时段。在个例分析中,发生分钟降水量在0.3 mm以下强度的降水,云雷达可以观测到完整的云信息;发生分钟降水量在0.5 mm以上强度的降水,云雷达会有严重的雨衰,无法观测到完整的云信息。

关键词：毫米波云雷达分钟降水量 C波段天气雷达降水回波分析

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太阳方位角的公式求解及其应用

太阳能学报 2008年第1期29卷 69-73页

作者：贺晓雷于贺军李建英丁蕾中国气象局大气探测技术中心北京100081

基于对通过"天球理论"所推导出的太阳方位角与经纬度、时间等参量关系曲线特征的分析,提出了太阳方位角的求解条件,并最终确定了求解公式。经过检验,证明该公式能够真实反映太阳的运行轨迹。同时介绍了该公式在一项太阳能利用工程设计... 详细信息

基于对通过"天球理论"所推导出的太阳方位角与经纬度、时间等参量关系曲线特征的分析,提出了太阳方位角的求解条件,并最终确定了求解公式。经过检验,证明该公式能够真实反映太阳的运行轨迹。同时介绍了该公式在一项太阳能利用工程设计中的应用方法。

关键词：太阳能太阳方位角求解公式应用