一、平流层大气中HCl分布特征及其与臭氧分布的关系（论文文献综述）
杨东上[1]（2021）在《星载大气痕量气体差分吸收光谱仪NO2反演算法研究及应用》文中指出光学遥感技术,作为一种重要的监测手段,已经用于各种地球观测和气象观测研究中。尤其是基于光学遥感技术在不同观测平台上的开发和应用,产生了很多重要的发现和认识。自上世纪70年代末,提出了基于差分吸收光谱技术（DOAS）的光学遥感技术,这促进了依赖光谱学的分析方法在大气监测中的广泛应用。同时,它也推动着环境科学和大气科学的发展,如对大气中污染气体及痕量气体的监测,使人们认识到这些污染气体的来源和传输通道,并为污染治理和政策制定提供参考和依据。目前,基于DOAS的光谱遥测方法已成功应用于卫星、机载和地基观测平台,在地球大气污染模式的建立,污染气体分布和变化规律的总结,气体浓度的监测等方面具有重要意义。该方法相比较于其他大气污染监测手段,具有其独特的优点。一是光学遥测方法中利用了光在大气中的传输特性,是其他物理化学方式所不具备的,因此可用于包括外太空、大气层、地表等多种空间监测,其次,由于其采用的DOAS算法将自然光作为分析介质,相比较于化学发光法等适用性和局限性较大的分析手段,具有反演速度快,观测范围广的特点。随着污染溯源和大区域监测的需求,基于DOAS技术的卫星遥测平台成为人类了解大气污染物如NO2分布和变化趋势的重要方式之一。由欧空局和美国航空航天局发射的面向紫外可见波段的多个高光谱探测载荷已在卫星遥测领域取得众多的成就,而我国也在2018年5月成功发射了第一个紫外可见高光谱大气污染探测载荷-大气痕量气体差分吸收光谱仪（EMI）,以弥补我国星载平台基于光谱分析进行污染气体监测上的空白。但由于载荷定标不充分并受到仪器关键元器件的限制,同时受到夫琅禾费参考谱采集中未知光谱结构引入等因素的影响,导致NO2反演过程中出现明显的条带现象,降低了浓度反演的精度,因此研究中主要针对大气痕量气体差分吸收光谱仪的紫外可见波段,讨论研究了 EMI的对流层NO2浓度获取的总体流程,包括EMINO2反演算法的优化、NO2遥感条带处理,对流层平流层NO2分层以及数据产品的验证和应用。研究的主要工作如下:一是对EMI NO2反演算法的研究和优化。本论文首先对EMI DOAS反演NO2算法中各参量的选择进行讨论,然后分析了 NO2反演结果的精度和条带特性。提出了基于层次分析法的最优波段选择方案,构造了 AHP-DOAS反演算法。此外研究发现不同空间维像元反演过程中存在的明显的固定拟合残差,基于此,利用主成分分析法提取残差结构进行分析。经以上修正后,获取了准确的NO2柱浓度产品,为进一步的数据产品的分析和验证提供有效的数据支撑。二是提出了对EMINO2斜柱浓度条带修正。经过EMI NO2反演算法的优化后,遥感条带现象明显改善,但仍存在一定程度的条带现象。研究评估了矩匹配法和傅里叶变换法在去除NO2条带上特点和效果,最后选择傅里叶变换滤波的条带去除方法,实现了对EMINO2柱浓度的修正。三是基于EMI的数据产品的对流层-平流层NO2浓度分层。利用对流层平流层分离技术,分析了 STREAM对流层-平流层分层方法在EMINO2产品应用上的可行性,根据NO2的全球分布特征,比较了 STREAM法和参考区域法（RSM）对平流层-对流层NO2分层效果。四是EMI NO2浓度结果的验证和应用。为进一步验证NO2数据产品的可靠性,利用在京津冀地区的地基多轴DOAS的NO2浓度反演结果,对EMI数据产品进行验证。TROPOMI和地基数据产品与EMI的对比结果表明了针对EMI仪器的NO2反演算法优化的适用性和可靠性。此外基于EMI NO2数据产品及地基NO2遥测数据对京津冀地区的NO2分布和变化进行分析,评估了 2018年-2019年北京NO2污染情况,利用统计学相关方法及气象数据信息,研究了该地区NO2的污染传输特性。再次证明了EMI在监测区域NO2污染上的重要意义。
王馨琦[2]（2021）在《基于激光雷达的华南城市群大气臭氧时空分布和输送特征研究》文中进行了进一步梳理近些年,我国大城市群在经济以及工业化上快速发展,大气颗粒物以及臭氧引起的复合污染已成为大城市区域的主要污染问题。华南城市群作为我国主要的城市群之一,臭氧已经取代颗粒物成为华南地区的首要污染物。考虑到对流层臭氧会对人类健康、生态系统等造成严重的危害,并且会引起气候变暖一系列的变化。因此,开展华南地区对流层臭氧污染的形成原因、影响因素等研究具有重要意义。差分吸收激光雷达作为一种探测大气臭氧及气溶胶时空分布特征的主动遥感技术,可以获取边界层内高度的臭氧浓度以及气溶胶消光系数。近年来,由于单点的地基激光雷达受到区域限制,其所观测的范围也存在一定的限制,因此差分吸收激光雷达也由早期的单一定点的臭氧监测发展成为区域组网监测,为区域臭氧空间分布及时间分布提供了有效的数据支撑。为了解我国华南地区臭氧的垂直变化及其影响因素。本研究基于华南地区差分吸收激光雷达臭氧观测数据。分析了臭氧的季节变化、局地污染及区域传输。并且利用了WRF-Chem（Weather Research and Forecasting Model with Chemistry）模式对区域臭氧、气象因素及前体物进行了模拟,讨论了臭氧污染与后两者的关系。研究表明:（1）通过地基激光雷达发现广州市、江门市秋季臭氧浓度明显高于夏季,秋季高浓度臭氧可以达到1000 m,夏季为600 m。阳江市夏季臭氧日变化不明显,其他城市高浓度臭氧主要集中在午后。广州市夏季臭氧平均浓度最高,为92.57μg/m3,东莞市最低。同时秋季臭氧平均浓度最高也为广州市,达到133.34μg/m3。局部污染过程中,高浓度臭氧主要发生在地面附近,1500 m以上臭氧分布均匀。臭氧的外来传输主要发生在500-1100 m及1100 m以上。夏季以西南气流轨迹为主,秋季以东北气流为主。（2）利用差分吸收激光雷达对2017年1月-2018年9月广州市对流层臭氧垂直结构进行长期连续监测。夏季臭氧浓度在四季中最高,冬季浓度最低,春季和秋季之间差异较小。在局地污染过程中,高浓度臭氧主要集中在近地面,随着高度的增加而逐渐减小,在0.7 km以下臭氧浓度随高度增加递减速率较快,1.5-2km趋于均匀分布。臭氧传输主要发生在0.3-0.7 km、0.8-1 km以及1.1 km以上三个高度区间。（3）运用2019年9月20日-9月30日激光雷达、气象梯度塔以及WRF模型等资料讨论了臭氧时空分布、臭氧与消光系数关联及臭氧污染形成的气象因素。结果显示:24日前臭氧日变化显着,24日后夜间存在明显的残留现象,同时边界层内颗粒物浓度明显增加。在980 m以下,臭氧与消光系数呈负相关,980m-2400 m左右,两者呈正相关。随着高度的增加,二氧化氮浓度逐渐减少且伴随着臭氧浓度的增加。当温度291.3-301.8 K,湿度19.4%-71.6%,大气气压为903.72-963.1 h Pa,在平均风速为:4-5.2 m/s,主要风向为偏北风时,有利于深圳地区高浓度臭氧的形成。此次深圳市臭氧污染传输主要来自我国东北方向的内陆城市,江西省东南地区贡献超过180μg/m3。（4）近地面城市臭氧浓度的相关性与距离有关,相邻的城市（广州、江门、东莞、深圳）之间的相关性较高,垂直高度上大气臭氧的传输影响高于近地面臭氧传输,其中在500 m相关性整体最高。夏季,主要传输通道有海洋-惠州-东莞-广州-江门,海洋-阳江-茂名-广西省东南地区以及海洋-潮州-福建省。秋季气流主要来源于我国内陆地区,主要传输路径为以下四条:湖南郴州西部地区-肇庆-阳江,湖南郴州-清远-广州-江门,江西赣州-河源-惠州-深圳,以及大气臭氧随气流从福建省龙岩西部地区传输至潮州市。夏季,江门市对广州的输送量高于深圳市,输送通量最大值达到了1147.82μg/（m2·s）。对于广州市及东莞市来说,500 m以下整体表现为广州市像东莞市方向输送。秋季受偏北气流的影响,臭氧水平传输从偏北城市至偏南城市,广州市对江门市臭氧水平输送影响较大,最大输送量为2752.78μg/（m2·s）。
王文煜[3]（2020）在《太赫兹大气临边探测辐射计应用仿真研究》文中进行了进一步梳理利用星载辐射计遥感地球大气状态对数值天气预报、自然灾害分析以及全球气候变化研究等科学领域具有非常重要的意义。太赫兹频段具有一定的穿透云雨、不依赖太阳作为辐射源以及全天时全天候工作的特点,适合用于地球大气探测。临边探测是太赫兹辐射计测量大气成分垂直分布最有效的观测方式,通过在大气的临边切点方向进行扫描,可以获得较高垂直分辨率的大气温度、压强、痕量气体、风的廓线。本文主要以我们正在研制的太赫兹中高层大气临边探测仪TALIS（THz Atmospheric LImb Sounder）为研究对象,开展TALIS仪器通道设置、测量性能、测量误差对反演的影响以及TALIS与Aura/MLS（Microwave Limb Sounder）应用能力比较的研究,并针对THz临边探测辐射计的扩展应用进行了研究,旨在为今后卫星型号研制奠定技术基础和提供应用支撑。首先,论文提出了TALIS的频谱仪通道方案,并通过评估其应用性能验证了方案的可行性。根据TALIS的设计目标,全面分析大气痕量气体在THz频段的谱线分布特点,确定了探测目标并提出了频谱仪的通道设置方案。进而使用辐射传输模型ARTS（Atmospheric Radiative Transfer Simulator）模拟了双边带接收机体制下TALIS各个通道的频谱特征,利用最优估计算法评估了TALIS的探测目标（温度、O3、H2O、HCl、HNO3、Cl O、N2O、CO、NO、NO2、HOCl、HCN、SO2、Br O、HO2、H2CO以及CH3Cl）在单次扫描时和多次平均后的反演精度、测量范围和垂直分辨率。其次,完成了对TALIS测量误差影响大气成分反演、TALIS和Aura/MLS应用能力对比的分析。通过分析TALIS可能存在的三类测量误差（仪器误差、定标误差和初值误差）,结合扰动误差参数的方法,评估了测量误差对TALIS四种目标气体廓线反演精度的影响。对比了TALIS和MLS在四种主要产品上的应用性能,并分析了TALIS的参数变化对反演结果的影响。结果表明:TALIS采用的快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）数字频谱仪的性能要明显好于滤波器组频谱仪,虽然提高频谱分辨率会使系统灵敏度变差,但TALIS的测量性能仍优于MLS。提高TALIS系统噪声温度会明显降低反演精度,TALIS的频谱分辨率有利于提升上层大气的测量精度,而初值误差的提高会降低大气上层的反演精度。最后,研究了THz临边探测辐射计新的应用和发展方向,包括挖掘了THz辐射计用于中高层大气风场测量的潜力和提出了采用大带宽频谱仪的340 GHz辐射计设计构想。基于探测机理提出了适合用于大气风场探测的示踪气体组合,并通过仿真评估了TALIS的四个辐射计测量大气视线风速的能力。针对适合大气测风的655 GHz和2.06 THz频段,研究了不同频谱带宽和频谱分辨率对风速测量精度和范围的影响。提出了采用一个15 GHz带宽频谱仪来探测地球大气的辐射计构想,这种辐射计设计简单,适用于小卫星。通过分析340 GHz频段的气体谱线分布特点、对比340 GHz辐射计和TALIS在单次扫描下的测量能力,证明了340 GHz辐射计能达到TALIS的测量水平,具有很好的应用前景。
马骁[4]（2020）在《临近空间大气背景辐射特性研究》文中研究说明大气背景辐射特性对先进光电工程应用以及地球和空间科学研究具有重要意义。临近空间大气不仅受到大气对流层活动的影响,还受到太阳辐射、宇宙射线等外部环境的影响。本文开展了特殊天气下大气辐射特性的地基观测,利用卫星遥感数据分析了大气背景辐射的基本变化特征和高空大气扰动下的时空分布状态,为深入研究临近空间环境辐射形成机理及其变化特性提供了重要的科学基础。主要研究工作和创新性成果如下:利用光纤光谱仪在2018年暴雪天气条件下进行了 0.4-1.1μm天空背景辐射的地基测量,获得了整个降雪过程下的天空背景光谱辐射的基本变化特性,在雪后晴朗天气下的暮曙时分,观测到可见光谱段的短波天空背景辐射低于长波背景辐射值,而其他时刻短波天空背景辐射都高于长波波段的数值。利用SABER探测的临边大气红外辐射数据采用微扰方法分析了 2012/2013年平流层顶爆发性增温下的大气扰动情况。发现相比于大气温度数据,采用临边长波红外辐射数据可更精细地揭示大气扰动。2013年1月到3月平流层爆发性增温事件中,40km处大气温度扰动最大幅度值为21%,而大气辐射扰动最大幅度达到160%。2012年弱平流层增温效应发生时,温度扰动幅度最大值为16.4%,而辐射扰动幅度的最大值可达91%。基于2013年平流层爆发性增温事件的统计分析,获得了大气背景辐射的时空分布特性。从大气长波红外背景辐射的纬度分布中发现此事件发生于高纬度地区;在20km-50km高度范围内,大气背景辐射沿经度方向呈现“w”形状分布;临边大气长波红外辐射在50km和80km附近存在极值,随着事件的发生,上述极值高度区域在高纬度地区呈现先扩大后缩小的趋势。利用SABER探测数据研究了 2013年平流层爆发性增温事件中臭氧浓度的变化情况。在平流层顶抬升中期,高纬度地区40km处的臭氧浓度增大;在平流层爆发性增温过程中,臭氧最大混合比呈现中-高-中纬度分布特性,类似于阻塞高压Ω型。详细研究了 9.6μm通道大气背景辐射与臭氧浓度、温度、太阳辐射通量的相关性,发现臭氧通道辐射值主要受太阳活动的影响,短时间内臭氧浓度主要与温度相关。利用SHARC软件模拟了特定波段的大气背景辐射值的时空变化,获得了大气背景辐射的日变化以及随季节及纬度的变化特性,发现高纬度辐射值的四季差异明显大于中低纬度,根据辐射产生机制判断这可能是由于高纬度地区的大气环流结构变化及其季节性输送变化强于中低纬度地区。
章惠芳[5]（2020）在《地基高分辨率FTIR技术反演大气硝酸和氯化氢的时空分布》文中进行了进一步梳理大气平流层中的臭氧（O3）能够抵御紫外线,降低地球生物被紫外线侵害的程度,对人类的生存发展至关重要。然而,平流层臭氧层的消耗是近四十年来最突出的环境问题之一。大气中的多种痕量物质均可对平流层O3损耗产生一定的影响,其中硝酸（HNO3）和氯化氢（HCl）是平流层中活性氮和活性氯物种的储存库,会间接参与O3破坏过程。因此掌握气体HNO3和HCl在大气中的含量、时空分布特征、季节变化和年变化规律对臭氧层的防护与修复研究具有重要意义。地基高分辨率傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）技术具有高准确性、高精度探测环境大气痕量气体成分的优势。本研究利用FTIR光谱技术研究大气中HNO3和HCl的时空分布和变化特征。基于地基观测获得中红外太阳直接吸收光谱,研究大气HNO3和HCl的反演算法和误差分析方法,反演HNO3和HCl的垂直廓线和总柱浓度,分析两种气体的垂直分布信息;反演获得HNO3和HCl在2017-2019年三年内的柱浓度时间序列,分析HNO3和HCl垂直总柱浓度和平流层偏柱浓度的季节变化规律和年变化特征,并与卫星观测进行比对验证。分析大气HNO3、HCl和O3在平流层的偏柱浓度的相关性,研究HNO3和HCl气体对平流层O3的影响。大气HNO3的光谱反演误差为12.17%,误差主要来源于分子光谱线强参数引起的系统误差,占总误差源的58%。HNO3的垂直廓线分布和平均核信息表明,在20-40km的大气平流层,HNO3的浓度较高,反演敏感性较大。合肥地区大气HNO3总柱浓度在2017-2019年显示出明显的季节变化规律,春季浓度较高,秋季浓度较低,各年的季节变化幅值分别为1.35×1016molecule cm-2、1.24×1016molecule cm-2和9.17×1015molecule cm-2,呈现出逐年下降的趋势,年变化率为-5.12%yr-1。卫星比对的结果表明,地基FTIR观测值与MLS（Microwave Limb Sounder）卫星观测数据显示出相同的季节变化,且卫星观测值整体小于地基测量值;地基FTIR观测与MLS卫星观测的大气HNO3总柱浓度与平流层偏柱浓度的相关系数分别为0.85和0.86,表明地基观测和卫星观测结果具有较好的一致性。大气HCl的光谱反演误差为10.09%,误差主要来源于分子光谱线强参数引起的系统误差,占总误差源的98%。HCl的反演廓线和平均核信息显示,在25-50km高度范围内HCl的浓度较高,当高度小于20km时其浓度较小,反演敏感性在10-30km高度范围内较高,在20km高度敏感性最大,HCl主要分布在平流层。2017-2019年HCl的柱浓度时间序列存在明显的季节变化规律,春季浓度较大,秋冬季浓度较低,各年中的季节变化幅值分别为1.78×1015molecule cm-2、2.05×1015molecule cm-2和1.57×1015molecule cm-2,年变化率为-5.17%yr-1,呈年下降趋势。HCl的地基观测结果与卫星观测的比对结果表明,地基FTIR测量值与MLS卫星观测数据显示出相同的季节变化,且卫星观测值整体小于地基测量值;地基FTIR观测与MLS卫星观测的HCl总柱浓度和偏柱浓度的相关系数分别为0.71和0.77,表明地基观测和卫星观测结果具有较好的一致性。最后,对HNO3和HCl的平流层偏柱浓度与O3的平流层偏柱浓度进行比对分析,结果表明合肥地区大气平流层HNO3、HCl与O3具有相似的季节变化规律,HNO3/O3和HCl/O3的比率均大于0,且平流层HNO3与O3、平流层HCl与O3均具有强的正相关性,相关系数分别为0.82和0.86,表明在非极地的合肥地区,大气HNO3和HCl对平流层O3的直接影响并不明显。本文的研究结果证明了地基高分辨率FTIR光谱技术具有准确测量大气HNO3和HCl的垂直廓线、总柱浓度和偏柱浓度的能力,对研究HNO3、HCl等影响平流层O3损耗的痕量气体的时空分布和变化特征具有可靠性和准确性。
罗琪[6]（2020）在《基于GF-5/AIUS红外掩星探测的臭氧廓线反演及验证研究》文中认为臭氧在地球大气中含量很低,是一种化学性质不稳定的痕量气体,主要分布在平流层（90%）和对流层（10%）。平流层臭氧可以吸收紫外辐射维持平流层的温度结构;对流层臭氧主要来源于大气成分间的光化学反应;近地面臭氧是一种“有害”气体,会对人类和其它动植物的健康造成损伤。利用卫星遥感方法在全球尺度上探测臭氧浓度分布,对研究大气动力学和全球气候变化具有重要意义。国际上采用天底、临边和掩星探测的卫星遥感方式对全球大气臭氧进行探测。大气红外甚高光谱分辨率探测仪（Atmospheric Infrared Ultra-Spectral Sounder,AIUS）是高分五号卫星上搭载的一种新型红外掩星探测仪,主要用于探测臭氧等大气成分的浓度分布和化学过程。本文针对GF-5/AIUS的探测特性和光谱数据,开展了臭氧廓线反演及验证研究,具体研究内容如下:（1）波段选择与光谱质量分析。本文以基于雅可比矩阵的信息熵迭代方法选取的臭氧反演微窗为基础,对微窗内AIUS光谱数据质量进行分析,最终选取出8个光谱数据质量高的反演微窗,有利于提高反演效率和反演精度。（2）先验知识库建设。本文将近几年ACE-FTS和MLS的大气成分产品按月划分为纬度5°×经度30°的网格,建立了一个精细的大气背景库,用于近似模拟真实的大气状态。同时,利用MLS臭氧廓线产品建立臭氧先验廓线库,在反演过程中与实际AIUS数据进行时间位置的匹配,提供准确的先验廓线。（3）切高精校正。本文利用氮气(2490～2520cm-1)和臭氧(1020～1150cm-1)的波段强吸收性,提出了一种对AIUS探测数据进行切高校正的模拟透过率查找表方法,为反演过程提供准确的高度信息。经过验证,本文提出的切高校正方法能得到精度较高的AIUS切高,并且校正效率提高了27.33倍。（4）最优估计算法研究。本文在原来最优估计算法的基础上,通过对AIUS数据的分析,计算出与代价函数相关的约束因子δ,并在迭代中不断更新,这改进了最优估计算法在AIUS臭氧廓线反演中的解算问题。（5）AIUS臭氧反演软件设计与实现。基于最优估计算法反演臭氧廓线的研究,本文设计并实现了AIUS臭氧廓线反演软件。该软件满足高分五号卫星数据地面管理系统的功能需求,能进行臭氧廓线产品的业务化生产。（6）AIUS臭氧廓线反演结果验证。基于本文建立的AIUS臭氧廓线反演软件,对2018年12月至2019年1月的8轨数据进行臭氧廓线产品生产,并将反演结果与MLS臭氧廓线产品进行交叉验证。通过分析,反演结果与MLS臭氧廓线的相对偏差在20～50km小于10%,反演精度高;相对偏差在10～15km和70～90km大于20%,需要进一步改进。反演结果的平均核函数峰值接近于1且自由度较高,反演结果可靠性强。验证结果表明,基于本文建立的AIUS臭氧廓线反演软件,能获得精度较高的AIUS臭氧廓线产品,能精确地描绘平流层中上层的臭氧浓度垂直分布。
周佳书[7]（2020）在《北极对流层中氮氧化物背景浓度对春季臭氧耗损的影响研究》文中研究指明20世纪80年代初以来,北极春季臭氧耗损事件（ODEs）频繁发生,然而目前人们对氮氧化物在臭氧耗损过程中的作用仍无法准确判断。本文采用零维箱型模型KINAL（KInetic a NALysis of reaction mechanics）,利用包含了49种化学物质和141种相关化学反应的化学机理,模拟了典型北极春季大气条件下的臭氧耗损过程,并通过在模型中改变氮氧化物（NOx）的初始浓度,研究NOx初始浓度对臭氧耗损事件过程中臭氧混合比和卤素循环的影响。最后本研究利用相对浓度敏感性分析的方法,探究了ODEs过程中各大气成分浓度对于氮氧化物背景浓度的依赖性。本研究的主要结论如下:（1）臭氧耗损过程中,NO和NO2的浓度在最开始的两天急剧下降,HNO3、HONO和PAN的浓度在模拟的10天内稳步上升。HNO4的浓度在模拟过程的初期达到峰值,然后在两天内下降到接近于零,并一直保持较低的值,直到臭氧耗损模拟结束。（2）臭氧耗损过程中,臭氧浓度变化受乙醛（CH3CHO）初始浓度的影响最大,CH3CHO初始浓度的增加会抑制臭氧耗损的发生。而HCHO与CO初始浓度的增加则会加快臭氧耗损的速率。而对臭氧浓度变化的影响居第二位的大气成分是Br2,来源于Br2在溴爆炸机制中的关键性作用。相比而言,HBr初始浓度对于大气中臭氧浓度变化的影响则可以忽略不计。（3）NOx初始浓度对臭氧耗损的影响具有两面性。存在一个NOx初始浓度临界值,使ODEs期间臭氧的耗损速率与NOx初始值无关,在本研究中发现该临界值约为55 ppt。当NOx初始浓度低于临界值时（<55 ppt）,臭氧浓度与初始NOx值呈负相关,NOx促使臭氧耗损;当NOx初始浓度高于该临界值时（>55 ppt）,臭氧浓度与初始NOx值呈正相关,NOx抑制臭氧耗损。
张诗妍[8]（2020）在《平流层经向环流变化与对流层天气气候变化的相互影响和联系》文中认为平流层中大尺度经向环流Brewer-Dobson环流（BD环流）在平流层对流层相互作用以及物质能量交换中扮演着非常重要的角色,其变化也与诸多平流层和对流层过程存在联系,且对对流层天气气候有不可忽视的影响。本论文利用多种再分析资料和模式资料,首先分别研究了平流层经向环流和对流层经向环流的变化特征及其影响因子,然后分析了平流层经向环流和对流层经向环流之间的协同变化及其联系,最后讨论了平流层BD环流影响地面气压的一种可能机制。论文的主要结论如下:（1）首先利用两种再分析资料和两个CMIP6模式的模拟资料,对比了历史和未来不同场景下的中下平流层BD环流上升支宽度和强度的变化趋势。结果表明,在本文研究的历史时段（1979–2014年）几种资料的结果一致表明BD环流强度存在增强的趋势,上升支宽度在下平流层（50 hPa以下）变得更窄,在平流层中部（30 hPa–10 hPa）变得更宽。气候模式模拟试验中温室气体增加是造成模式模拟的BD环流强度和宽度变化的主要原因。在RCP8.5情景下（2015–2100年）,两个模式模拟的未来BD环流宽度在下平流层一致变窄,在中平流层趋势相反,行星波活动趋势的差异是造成两个模式模拟的上升支宽度变化趋势存在差异的主要原因。在CanESM5模式中,平流层背景风场影响下的行星波向低纬度的辐合加强造成了平流层各层BD环流上升支的变强变窄,CESM2-WACCM模式中低平流层的结果与CanESM5模式结果一致,中平流层北半球行星波在更高纬度的辐合加强,南半球平流层行星波强迫减弱、中纬度重力波强迫增强,分别造成了两个半球BD环流上升支的变宽。分析还表明,BD环流的整体结构随着对流层顶高度的抬升有所抬升,在对流层顶处向上质量通量仍有增加趋势。（2）论文接着利用6种再分析资料和6个CMIP5模式的模拟结果分析了Hadley环流强度（HCS）和宽度（HCW）变化之间的联系。分析结果表明,HCS和HCW的长期变化趋势在CMIP5模式中呈负相关关系,但在再分析资料中这种负相关关系并不存在。模式模拟的HCS和HCW的变化趋势与再分析资料中的变化趋势的差异主要是由热带纬向平均势能的产生率G（Pm）的趋势不同造成的。在模式资料中,G（Pm）没有显着的变化趋势,而在再分析资料中有显着的增加趋势,G（Pm）增加趋势掩盖了HCS和HCW的负相关关系。在年际时间尺度上,HCS和HCW的变化在再分析资料和CMIP5模式的模拟资料中都存在负相关关系,两者的协同变化受热带对流层动能变化的约束。（3）论文进一步利用ERA-Interim和JRA-55再分析资料,研究了平流层BD环流和对流层各纬度经向环流间的相互联系。分析结果表明,下平流层（70hPa）BD环流的上升支增强伴随着Hadley环流热带上升支的增强、中纬度向极分量减弱、Ferrel环流向赤道偏移。BD环流与低纬度Hadley环流的正相关主要出现在北半球的冬季（DJF）和秋季（SON）,在BD环流最强的两个季节,这种正相关关系可能受全球尺度质量连续性约束。BD环流增强伴随的Hadley环流中纬度向极分量的减弱、Ferrel环流向赤道偏移出现在DJF季节的南半球、DJF季节北半球以及SON季节南半球。其中,在DJF季节的南半球,BD环流和Hadley环流中纬度向极分量的共同变化是在ENSO信号的调节下产生的,以ENSO暖位相为例,南半球30?S附近上对流层下平流层（UTLS）区域急流的增强改变了波传播的环境,向上向赤道传播的天气学尺度波活动（3波以上）增强,使得南半球下平流层出现EP通量辐合异常、上对流层出现辐散异常,造成下平流层BD环流向极分量的增强、中纬度上对流层Hadley环流向极分量减弱。而在DJF季节北半球以及SON季节南半球,BD环流增强伴随的Ferrel环流向赤道的偏移,BD环流和Ferrel环流二者之间的联动变化受环状模信号的调节,BD环流也可在滞后2个月的时间尺度上影响Ferrel环流。（4）论文最后基于ERA-Interim和JRA-55再分析资料,探讨了BD环流通过影响平流层大气质量的空间分布影响地面气压的一种可能机制。结果表明,地面气压的变化,特别是在中高纬度地区的地面气压变化,与平流层BD环流强度的变化密切相关。当450 K等熵面上的BD环流上升支增强时,高纬度地区的地面气压增加（60?至极地）,相邻中纬度地区的地面气压减小。这种相关在北半球的冬季和南半球的春季最为显着,高纬度地区地面气压的变化滞后BD环流异常约30天。平流层BD环流的异常可导致对流层和平流层内大气质量的输送异常,引起大气质量的空间分布异常。BD环流的增强使得极地平流层大气质量增加,进而导致极地地面气压增加,而中纬度地面气压的减小与该区域对流层大气质量的减少有关。
唐舟[9]（2019）在《氯元素对青藏高原上平流层臭氧谷的作用》文中研究说明本文利用TOMS,OMI,MLS以及HALOE多种卫星资料,进行青藏高原臭氧谷的验证和特征的分析。利用MLS资料和多元线性回归方法,寻找可能影响青藏高原上平流层臭氧量以及臭氧低值形成的化学成分。接着利用WACCM4模式验证化学成分对于臭氧谷上平流层低值区域形成的影响。得到以下的主要结论:（1）青藏高原上空的臭氧,春季最多,秋季最少。青藏高原臭氧低谷在4月10月确定存在。从纬向分布来看,青藏高原臭氧低值中心,在夏季最强,在冬季最弱。随着时间的推移,青藏高原上空臭氧总量减少。然而TCO*的年代之间的变化不是特别明显。青藏高原上空的臭氧O3*垂直方向上,四季都存在双负值中心的结构。下部中心位于下平流层,春夏秋三个季节位于70hPa附近,冬季位于30hPa附近。而上部中心位于上平流层10-1hPa,位置随着季节的变化而改变。下层中心在春夏季节比较强,而上层中心在秋冬季节比较强。在上平流层10-1hPa的积分中,MLS资料和HALOE资料中,春夏秋三个季节,亚洲大陆上存在明显的负值中心,且春夏季节位于青藏高原上空,然而在下平流层100-30hPa的积分中春夏秋三个季节,亚洲大陆上存在明显的负值中心,但是只在HALOE资料的春季位于青藏高原上空。（2）总体看来,ClO,HCl,CH3Cl,HCN以及CH3CN这五种化学成分对于青藏高原臭氧低值中心变化的影响都很小。只在秋季,ClO,HCl,CH3Cl以及HCN这四种化学成分对青藏高原上平流层臭氧低值中心的变化有作用。但是,化学成分对于青藏高原上平流层臭氧量的变化作用比较重要。并且在不同季节,起着主要作用的化学成分不尽相同。春季和冬季主要起作用的化学成分是HCl。夏季主要起作用的化学成分是ClO,HCl和HCN,而秋季ClO,HCl和CH3Cl对于臭氧的影响更重要。（3）利用WACCM4模拟青藏高原臭氧谷的双心结构,通过比较春夏秋冬四季青藏高原上空的臭氧纬偏廓线的分布,模式模拟出的臭氧谷的垂直结构与季节变化,都和卫星资料接近。对于上平流层低值中心的模拟,位置偏东,强度相近。氯与臭氧的反应以及氧化氯和氧原子的反应分别主要在春夏冬和春夏对青藏高原附近上平流层的臭氧低值中心的形成起着促进作用。到了冬季,氧化氯和氧原子的反应反而抑制了高原附近低值中心的形成。
张晨昕[10]（2019）在《南亚高压核心区臭氧、温度、水汽的气球探空与卫星观测的比较验证》文中认为本文利用2016年南亚高压核心区阿里探空站的臭氧探空观测数据对MLS的v4.2 L2以及AIRS的v6.0 L2的臭氧卫星数据进行验证对比;利用该地区温度探空观测数据验证COSMIC卫星温度产品在高原的适用性,对MLS温度产品和AIRS温度产品进行验证对比;利用水汽探空观测数据初步评估MLS卫星水汽产品及AIRS卫星水汽产品在南亚高压核心区的误差特征。分析研究表明:（1）MLS臭氧比探空臭氧在平流层区域大多数的气压层（83-10 hPa）中显着偏大0.8-1.5 mPa。AIRS臭氧相比探空臭氧在83-10 hPa显着偏小0.2%左右,在200-83 hPa,显着偏大0.5%-1%左右。在南亚高压核心区UTLS区域,建议使用MLS的臭氧产品。（2）COSMIC温度和探空温度之间的差异主要集中在平流层。COSMIC温度产品在90.6-10 hPa上相对于探空温度显着偏大约0.9±0.8 K。COSMIC温度产品与探空温度的垂直分布在整个气压层一致性都较好。（3）在200-20 hPa,MLS温度比探空温度显着低1.3-4 K,显着偏冷0.5%-2.0%。UTLS区域MLS温度显着偏冷1.0%-2.0%。AIRS温度与MLS温度类似,但由于数据更离散,显着信度较MLS低。在南亚高压核心区UTLS区域,建议使用COSMIC的温度资料,而在平流层中部（如30-10 hPa）,建议使用MLS温度资料。（4）CFH探空水汽一定程度上在上对流层下平流层区域的准确性要高于RS92水汽。在上对流层下平流层以及平流层中部20-10 hPa的区域,MLS水汽比CFH探空水汽显着偏干0.2%-0.4%。在下平流层两者差异不显着。（5）AIRS水汽相比线性插值的CFH探空水汽廓线整体来看偏干。在上对流层下平流层以及平流层上部,AIRS水汽和CFH探空水汽虽存在一定的差异但并不显着。AIRS水汽相对于CFH探空水汽在50-20 hPa显着偏干30%-40%。在资料缺乏的情况下,AIRS高层的水汽在一定程度上也可以使用。由于水汽观测的限制,得出的MLS、AIRS水汽产品的误差特征需要进一步的验证。
二、平流层大气中HCl分布特征及其与臭氧分布的关系（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平流层大气中HCl分布特征及其与臭氧分布的关系（论文提纲范文）
（1）星载大气痕量气体差分吸收光谱仪NO2反演算法研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 大气污染气体的监测及研究意义 |
| 1.2 卫星遥感监测大气痕量气体 |
| 1.2.1 基于差分吸收光谱技术的大气监测 |
| 1.2.2 大气痕量气体差分吸收光谱仪及其参数介绍 |
| 1.2.3 EMI数据产品说明 |
| 第2章 差分吸收光谱技术原理及应用 |
| 2.1 基于吸收光谱学分析大气成分 |
| 2.2 DOAS基本概念及原理 |
| 2.2.1 经典吸收光谱理论概要 |
| 2.2.2 DOAS原理 |
| 2.2.3 EMI的NO_2斜柱浓度反演 |
| 2.3 大气质量因子计算及辐射传输模型 |
| 2.3.1 大气化学模型在反演中的应用 |
| 2.3.2 大气质量因子计算 |
| 2.3.3 辐射传输模型 |
| 2.3.4 查找表的创建 |
| 第3章 针对EMI光谱反演NO_2浓度的算法优化 |
| 3.1 基于AHP算法对NO_2最优反演波段选取的理论方案及建立 |
| 3.2 光谱拟合残差结构的去除方案及比较 |
| 3.3 结果验证和实验结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 EMI NO_2数据产品的条带现象剖析和处理 |
| 4.1 条带噪声的产生原因及分类 |
| 4.2 基于EMI NO_2的条带处理方法 |
| 4.3 结果验证和分析 |
| 4.3.1 实验模拟及效果评估 |
| 4.3.2 真实实验结果及验证 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 EMI NO_2总柱浓度的对流层-平流层分层 |
| 5.1 NO_2在对流层和平流层中的分布情况概要 |
| 5.2 NO_2平流层对流层分离方法 |
| 5.3 基于STREAM的EMI NO_2的对流层平流层分层技术 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 EMI NO_2数据产品验证和应用 |
| 6.1 EMI NO_2数据产品验证 |
| 6.1.1 京津冀地区地基多轴DOAS实验设置及反演 |
| 6.1.2 星-地对流层NO_2柱浓度对比及相关性分析 |
| 6.1.3 星-地对流层NO_2柱浓度不确定度分析 |
| 6.2 利用EMI对华北地区NO_2分布及变化趋势分析 |
| 6.3 基于EMINO_2数据产品对澳大利亚森林火灾监测 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）基于激光雷达的华南城市群大气臭氧时空分布和输送特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大气臭氧研究背景及意义 |
| 1.2 大气臭氧概述 |
| 1.2.1 大气臭氧理化性质 |
| 1.2.2 大气臭氧的源与汇 |
| 1.2.3 大气臭氧的影响 |
| 1.3 大气臭氧测量监测技术 |
| 1.3.1 地基探测 |
| 1.3.2 卫星遥感 |
| 1.3.3 臭氧探空 |
| 1.3.4 差分吸收激光雷达 |
| 1.3.5 空气质量模型 |
| 1.4 华南城市群(珠江三角洲)臭氧相关研究 |
| 1.5 本论文主要内容 |
| 第二章 数据与方法 |
| 2.1 激光雷达探测原理及基本结构 |
| 2.1.1 激光与大气相互作用 |
| 2.1.2 激光雷达系统基本结构 |
| 2.1.3 差分吸收激光雷达 |
| 2.1.4 差分吸收激光雷达探测原理 |
| 2.1.5 差分吸收激光雷达校准对比分析 |
| 2.2 数值模式模拟 |
| 2.2.1 WRF模式 |
| 2.2.2 WRF-Chem模式 |
| 2.3 污染物来源分析模型 |
| 2.3.1 后向轨迹模型与聚类分析 |
| 2.3.2 潜在源贡献(PSCF)分析法 |
| 2.3.3 浓度权重轨迹(CWT)分析法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 华南城市群臭氧区域特征研究 |
| 3.1 华南城市群研究区域概述 |
| 3.2 臭氧重污染季节变化特征 |
| 3.3 典型臭氧污染特征 |
| 3.3.1 局地污染 |
| 3.3.2 臭氧区域传输 |
| 3.3.3 区域臭氧重污染季节潜在源分析 |
| 3.4 高浓度区域臭氧污染事件影响因素分析 |
| 3.5 重点城市臭氧垂直分布特征 |
| 3.5.1 研究区域概述 |
| 3.5.2 广州市臭氧时空分布及季节变化特征 |
| 3.5.3 广州市臭氧污染特征分析 |
| 3.5.4 广州市四季潜在源分析 |
| 3.5.5 案例分析 |
| 3.5.6 深圳市气溶胶-臭氧时空分布 |
| 3.5.7 深圳市臭氧浓度影响因素 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 华南地区臭氧传输定量分析 |
| 4.1 城市群之间臭氧的相关性分析 |
| 4.2 华南区域臭氧输送通道分析 |
| 4.3 臭氧水平输送通量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）太赫兹大气临边探测辐射计应用仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外THz临边大气探测技术的发展现状 |
| 1.2.1 国外THz临边探测技术现状 |
| 1.2.2 国内THz临边探测技术现状 |
| 1.3 中高层大气风场测量发展现状 |
| 1.4 星载微波辐射计反演大气参数的研究现状 |
| 1.5 论文章节内容及安排 |
| 第2章 THz辐射计遥感地球大气理论及模型的适用性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 地球大气结构概述 |
| 2.2.1 大气垂直分层 |
| 2.2.2 大气化学成分组成及其遥感探测手段的比较 |
| 2.2.3 大气压廓线探测原理——流体静力平衡方程 |
| 2.3 大气辐射传输理论 |
| 2.3.1 辐亮度 |
| 2.3.2 Kirchhoff定律 |
| 2.3.3 Planck黑体辐射理论 |
| 2.3.4 辐射传输方程 |
| 2.3.5 大气吸收理论 |
| 2.4 大气辐射传输模型 |
| 2.5 最优估计反演理论 |
| 2.5.1 算法原理 |
| 2.5.2 线性情况 |
| 2.5.3 非线性情况 |
| 2.5.4 反演精度估计 |
| 2.6 模型适用性分析与验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 TALIS通道频谱仿真和应用模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TALIS系统 |
| 3.3 通道设置分析与仿真 |
| 3.3.1 目标气体谱线分析 |
| 3.3.2 辐射计通道规划 |
| 3.3.3 通道亮温模拟 |
| 3.4 科学目标产品分析 |
| 3.4.1 反演仿真设置 |
| 3.4.2 仿真基本流程 |
| 3.4.3 反演结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TALIS测量误差对大气成分廓线反演精度影响的模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TALIS测量误差源分析 |
| 4.2.1 仪器误差 |
| 4.2.2 定标误差 |
| 4.2.3 初值误差 |
| 4.3 误差对反演结果的影响 |
| 4.3.1 118GHz辐射计的反演误差 |
| 4.3.2 190GHz辐射计的反演误差 |
| 4.3.3 240GHz辐射计的反演误差 |
| 4.3.4 640GHz辐射计的反演误差 |
| 4.3.5 整体误差的影响 |
| 4.4 TALIS与 Aura/MLS应用能力的比较分析 |
| 4.4.1 TALIS与 MLS参数的比较 |
| 4.4.2 TALIS与 MLS仪器性能的比较 |
| 4.4.3 TALIS参数变化对于反演结果的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 THz临边探测辐射计扩展应用仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大气风场探测原理 |
| 5.3 TALIS测风能力仿真 |
| 5.3.1 TALIS不同通道对风的敏感性分析 |
| 5.3.2 视线风速的初步反演结果 |
| 5.4 测风频段及其测风的技术指标需求分析 |
| 5.4.1 655GHz频段 |
| 5.4.2 2.06THz频段 |
| 5.5 新型340GHz宽带辐射计研究 |
| 5.5.1 目标气体谱线分析 |
| 5.5.2 辐射计亮温模拟 |
| 5.6 探测性能仿真对比 |
| 5.6.1 较高精度产品 |
| 5.6.2 一般精度产品 |
| 5.6.3 较低精度产品 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文创新点与主要贡献 |
| 6.3 论文不足及后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）临近空间大气背景辐射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 临近空间大气背景辐射研究进展 |
| 1.2.1 临近空间大气研究进展 |
| 1.2.2 大气背景辐射特性研究进展 |
| 1.2.3 平流层爆发性增温效应研究进展 |
| 1.3 本论文的主要内容 |
| 第二章 大气辐射传输基本原理及数据源介绍 |
| 2.1 大气辐射传输基本原理 |
| 2.1.1 大气基本辐射传输方程 |
| 2.1.2 Non-LTE源函数 |
| 2.1.3 大气红外辐射传输方程 |
| 2.2 研究所用资料及数据介绍 |
| 2.2.1 天空背景辐射亮度仪 |
| 2.2.2 TIMED/SABER简介及数据描述 |
| 第三章 大气背景辐射的观测与模拟分析 |
| 3.1 大气背景辐射的地基测量 |
| 3.1.1 实验原理 |
| 3.1.2 雪天大气背景辐射的基本特性 |
| 3.2 数值模拟大气背景辐射变化 |
| 3.2.1 可见光到近红外大气背景辐射随观测方向的变化 |
| 3.2.2 红外大气背景辐射随观测方向的变化 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 SSW大气扰动时大气背景辐射变化 |
| 4.1 平流层爆发性增温 |
| 4.1.1 平流层爆发性增温的发现 |
| 4.1.2 准定常行星波上传对平流层爆发性增温的作用 |
| 4.1.3 从拉格朗日平均环流的观点来看平流层爆发性增温的动力过程 |
| 4.2 2012-2013年平流层爆发性增温 |
| 4.3 大气背景辐射数据表征下的SSW |
| 4.3.1 微扰法-温度数据表征SSW |
| 4.3.2 微扰法-辐射数据表征SSW |
| 4.4 大气长波红外背景辐射的纬度分布 |
| 4.5 大气长波红外背景辐射的经度分布 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 SSW大气扰动下臭氧的变化特性 |
| 5.1 SSW发生过程臭氧的研究概述 |
| 5.2 2013年SSW发生时臭氧浓度的时空分布 |
| 5.3 大气背景辐射、太阳辐射通量、温度和臭氧混合比之间的相关性 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 利用SHRAC对大气背景辐射计算 |
| 6.1 高层大气参数廓线计算 |
| 6.2 卫星数据与SHARC对比分析 |
| 6.3 SHRAC模拟红外波段的临边大气背景辐射 |
| 6.3.1 2.7-2.96μm大气背景辐射变化 |
| 6.3.2 4.22-4.46μm大气背景辐射变化 |
| 6.3.3 9.43-9.81μm大气背景辐射变化 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作和主要成果总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）地基高分辨率FTIR技术反演大气硝酸和氯化氢的时空分布（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大气HNO_3及HCl的光化学反应 |
| 1.2 大气HNO_3和HCl监测技术 |
| 1.2.1 原位测量 |
| 1.2.2 卫星遥感 |
| 1.2.3 地基遥感 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 地基高分辨率傅里叶变换红外光谱技术 |
| 2.1 光谱技术原理 |
| 2.2 分子的红外吸收 |
| 2.3 分子谱线展宽和线型 |
| 2.4 光谱反演算法 |
| 2.5 观测站点 |
| 2.5.1 傅里叶变换红外光谱仪 |
| 2.5.2 仪器线型监测 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 大气中HNO_3时空分布和季节变化 |
| 3.1 光谱反演参数设置 |
| 3.2 反演误差分析 |
| 3.3 垂直分布特征 |
| 3.4 柱浓度时间序列 |
| 3.5 卫星观测与地基测量比对 |
| 3.5.1 MLS卫星数据 |
| 3.5.2 HNO_3柱浓度比对分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 大气中HCl时空分布和季节变化 |
| 4.1 光谱反演参数设置 |
| 4.2 反演误差分析 |
| 4.3 垂直廓线分布特征 |
| 4.4 柱浓度时间序列 |
| 4.5 卫星观测与地基测量比对 |
| 4.5.1 MLS卫星数据 |
| 4.5.2 HCl柱浓度比对分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 大气HNO_3和HCl对平流层O_3损耗的影响 |
| 5.1 O_3 反演的光谱参数设置 |
| 5.2 O_3 的垂直分布 |
| 5.3 大气O_3的柱浓度时间序列 |
| 5.4 大气HNO_3与O_3的相关性分析 |
| 5.5 大气HCl与 O_3的相关性分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
（6）基于GF-5/AIUS红外掩星探测的臭氧廓线反演及验证研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 卫星探测臭氧现状 |
| 1.2.1.1 天底探测模式 |
| 1.2.1.2 临边探测模式 |
| 1.2.1.3 掩星探测模式 |
| 1.2.2 掩星探测反演臭氧廓线方法 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 大气掩星探测原理 |
| 2.1 大气结构与大气成分 |
| 2.2 大气臭氧 |
| 2.3 红外掩星辐射传输 |
| 2.3.1 大气辐射传输方程 |
| 2.3.2 掩星探测原理 |
| 2.3.3 掩星辐射传输模型 |
| 第3章 AIUS臭氧廓线反演研究 |
| 3.1 臭氧反演概述 |
| 3.2 AIUS仪器介绍 |
| 3.3 波段选择与大气背景库 |
| 3.3.1 臭氧反演波段选择及结果分析 |
| 3.3.1.1 波段选择 |
| 3.3.1.2 光谱数据质量分析 |
| 3.3.2 大气背景库与臭氧先验廓线库 |
| 3.4 探测切高精校正 |
| 3.5 AIUS臭氧廓线反演算法 |
| 3.5.1 AIUS正向模式 |
| 3.5.2 最优估计算法 |
| 3.5.2.1 算法原理 |
| 3.5.2.2 寻优过程 |
| 3.5.3 最优估计算法评价 |
| 第4章 AIUS臭氧反演软件与反演结果验证 |
| 4.1 AIUS臭氧廓线反演软件的实现 |
| 4.1.1 AIUS数据介绍 |
| 4.1.2 GF-5/AIUS地面数据处理系统 |
| 4.1.3 反演软件功能需求 |
| 4.1.4 反演软件设计框架 |
| 4.1.4.1 数据输入层 |
| 4.1.4.2 反演层 |
| 4.1.4.3 数据输出层 |
| 4.2 AIUS臭氧廓线反演结果验证研究 |
| 4.2.1 数据准备 |
| 4.2.2 切高校正结果验证 |
| 4.2.3 AIUS反演软件反演结果验证 |
| 4.2.3.1 单廓线精度验证 |
| 4.2.3.2 平均廓线精度验证 |
| 4.2.3.3 相关性分析 |
| 4.2.3.4 平均核函数与自由度 |
| 4.2.3.5 反演结果验证小结 |
| 第5章 总结与讨论 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 本文的创新点 |
| 5.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）北极对流层中氮氧化物背景浓度对春季臭氧耗损的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义和目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 臭氧耗损现象的发现及其化学机理 |
| 1.2.2 观测研究现状 |
| 1.2.3 模型研究现状 |
| 1.2.4 氮氧化物对臭氧耗损的影响 |
| 1.2.5 臭氧耗损对氮氧化物的影响 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 数学模型与方法 |
| 2.1 KINAL软件 |
| 2.2 气相反应 |
| 2.3 非均相反应 |
| 2.4 光解反应 |
| 2.5 浓度敏感性分析 |
| 2.6 修改氮氧化物初始浓度 |
| 第三章 相关大气成分的时间演变 |
| 3.1 臭氧和主要溴化物的时间演变 |
| 3.1.1 标准算例(NO_x=15 ppt) |
| 3.1.2 改变NO_x初始浓度(3 ppt,150 ppt) |
| 3.2 含氮化合物的时间演变 |
| 3.3 NO_x初始浓度的影响 |
| 3.3.1 对臭氧混合比的影响 |
| 3.3.2 对溴化物的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相对浓度敏感性分析 |
| 4.1 臭氧相对浓度敏感性分析 |
| 4.1.1 NO_x初始浓度为15 ppt的敏感性算例 |
| 4.1.2 NO_x初始浓度为55 ppt和150 ppt的敏感性算例 |
| 4.1.3 臭氧相对浓度敏感性的时间变化 |
| 4.2 NO_x相对浓度敏感性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 特色与创新 |
| 5.3 未来展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）平流层经向环流变化与对流层天气气候变化的相互影响和联系（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 平流层大气 |
| 1.2 平流层经向环流 |
| 1.3 影响平流层经向环流的因子 |
| 1.4 平流层经向环流对天气气候的影响 |
| 1.5 主要研究内容和研究思路 |
| 参考文献 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.1.1 再分析资料 |
| 2.1.2 模式资料 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 Brewer-Dobson环流 |
| 2.2.2 Eliassen-Palm通量 |
| 2.2.3 对流层经向环流 |
| 2.2.4 回归、合成分析 |
| 2.2.5 显着性检验方法 |
| 2.2.6 信息流 |
| 参考文献 |
| 第三章 平流层经向环流的变化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据与方法 |
| 3.2.1 数据 |
| 3.2.2 向下控制原理 |
| 3.2.3 转向纬度 |
| 3.3 平流层经向环流的变化 |
| 3.3.1 BD环流的基本特征 |
| 3.3.2 BD环流的变化趋势 |
| 3.4 热带平流层对流层物质交换的变化 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 对流层经向环流的变化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据与方法 |
| 4.2.1 数据 |
| 4.2.2 Hadley环流的定义 |
| 4.2.3 Lorenz能量循环 |
| 4.3 热带对流层经向环流强度和宽度变化与能量的关系 |
| 4.4 热带对流层经向环流强度和宽度的联系机制 |
| 4.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 平流层经向环流与对流层经向环流的联系 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据与方法 |
| 5.2.1 数据 |
| 5.2.2 BD环流上升支强度 |
| 5.2.3 对流层经向流函数 |
| 5.2.4 TEM方程 |
| 5.2.5 三维波通量 |
| 5.2.6 涡动动量通量功率谱 |
| 5.3 平流层经向环流与对流层经向环流的协同变化 |
| 5.4 平流层经向环流与对流层Hadley环流的联系 |
| 5.4.1 赤道附近Hadley环流 |
| 5.4.2 副热带Hadley环流 |
| 5.5 平流层经向环流与对流层Ferrel环流的相互影响 |
| 5.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 平流层经向环流与对流层天气气候变化的联系 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据与方法 |
| 6.2.1 数据 |
| 6.2.2 BD环流强度 |
| 6.2.3 大气质量 |
| 6.2.4 统计方法 |
| 6.3 平流层经向环流对对流层地面气压的影响 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与讨论 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 附录:在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（9）氯元素对青藏高原上平流层臭氧谷的作用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.研究的重要性 |
| 2.研究的进展 |
| 3.科学问题与研究内容 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.1.1 TOMS资料 |
| 2.1.2 OMI资料 |
| 2.1.3 MLS资料 |
| 2.1.4 HALOE资料 |
| 2.2 方法介绍 |
| 2.2.1 多元线性回归分析 |
| 2.2.2 臭氧单位转换 |
| 2.2.3 WACCM4 模式简介 |
| 第三章 青藏高原臭氧谷双中心结构的特征 |
| 3.1 青藏高原上臭氧柱总量的季节变化 |
| 3.2 青藏高原上臭氧柱总量纬偏的季节变化 |
| 3.3 青藏高原上臭氧偏差的垂直结构 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 氯元素对青藏高原臭氧谷上平流层中心的作用 |
| 4.1 影响青藏高原臭氧谷上平流层中心的化学成分的多元回归分析 |
| 4.2 WACCM4 模式的评估 |
| 4.3 WACCM4 模式中氯原子与臭氧反应的作用 |
| 4.4 WACCM4 模式中氧化氯与氧原子反应的作用 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与讨论 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本研究的创新与特色 |
| 5.3 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
（10）南亚高压核心区臭氧、温度、水汽的气球探空与卫星观测的比较验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 青藏高原地区UTLS区域研究进展 |
| 1.2.2 青藏高原地区卫星遥感产品的验证研究 |
| 1.3 问题的提出及研究内容 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 探空资料 |
| 2.1.1 臭氧探空资料 |
| 2.1.2 温度探空资料 |
| 2.1.3 水汽探空资料 |
| 2.2 卫星遥感资料 |
| 2.2.1 MLS臭氧、温度和水汽卫星资料 |
| 2.2.2 AIRS温度和水汽卫星资料 |
| 2.2.3 COSMIC温度资料 |
| 2.3 ERA-Interim再分析资料 |
| 2.4 研究方法 |
| 2.4.1 不同垂直分辨率资料的匹配处理方法 |
| 2.4.2 不同资料比较的水平范围匹配方法 |
| 第三章 臭氧探空与MLS、AIRS臭氧产品的比对分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 臭氧探空与MLS臭氧的对比分析 |
| 3.2.1 有效样本及统计方法 |
| 3.2.2 线性插值臭氧探空与MLS臭氧廓线的比较 |
| 3.2.3 臭氧探空与MLS臭氧的回归分析 |
| 3.3 臭氧探空与AIRS臭氧的对比分析 |
| 3.3.1 有效样本及统计方法 |
| 3.3.2 线性插值臭氧探空廓线与AIRS臭氧廓线的比较 |
| 3.3.3 平均核函数插值臭氧探空廓线与AIRS臭氧廓线的比较 |
| 3.3.4 两种臭氧探空插值廓线比对结果的差异分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 温度探空与COSMIC、MLS、AIRS温度产品的比对分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 COSMIC温度与探空温度的对比分析 |
| 4.2.1 有效样本及统计方法 |
| 4.2.2 线性插值温度探空廓线与COSMIC温度廓线的比较 |
| 4.2.3 COSMIC温度与探空温度的回归分析 |
| 4.3 MLS温度与探空温度的对比分析 |
| 4.3.1 线性插值温度探空廓线与MLS温度廓线的比较 |
| 4.3.2 MLS温度与探空温度的回归分析 |
| 4.4 AIRS温度与探空温度的对比分析 |
| 4.4.1 线性插值温度探空廓线与AIRS温度廓线的比较 |
| 4.4.2 平均核函数插值温度探空廓线与AIRS温度廓线的比较 |
| 4.4.3 两种温度探空插值廓线比对结果的差异分析 |
| 4.5 三种温度卫星产品与探空温度的对比验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 水汽探空与水汽MLS、AIRS水汽产品的比对分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 对CFH与 RS92 探空水汽合理性的评估 |
| 5.2.1 有效样本及统计方法 |
| 5.2.2 两种探空水汽的评估 |
| 5.3 CFH水汽探空与MLS水汽的对比分析 |
| 5.3.1 线性插值CFH水汽廓线与MLS水汽廓线的比较 |
| 5.3.2 CFH水汽与MLS水汽的回归分析 |
| 5.4 CFH水汽探空与AIRS水汽的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与讨论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、平流层大气中HCl分布特征及其与臭氧分布的关系（论文参考文献）
- [1]星载大气痕量气体差分吸收光谱仪NO2反演算法研究及应用[D]. 杨东上. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]基于激光雷达的华南城市群大气臭氧时空分布和输送特征研究[D]. 王馨琦. 安徽大学, 2021(02)
- [3]太赫兹大气临边探测辐射计应用仿真研究[D]. 王文煜. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020(04)
- [4]临近空间大气背景辐射特性研究[D]. 马骁. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]地基高分辨率FTIR技术反演大气硝酸和氯化氢的时空分布[D]. 章惠芳. 安徽大学, 2020(07)
- [6]基于GF-5/AIUS红外掩星探测的臭氧廓线反演及验证研究[D]. 罗琪. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2020(06)
- [7]北极对流层中氮氧化物背景浓度对春季臭氧耗损的影响研究[D]. 周佳书. 南京信息工程大学, 2020(03)
- [8]平流层经向环流变化与对流层天气气候变化的相互影响和联系[D]. 张诗妍. 兰州大学, 2020(01)
- [9]氯元素对青藏高原上平流层臭氧谷的作用[D]. 唐舟. 南京信息工程大学, 2019(04)
- [10]南亚高压核心区臭氧、温度、水汽的气球探空与卫星观测的比较验证[D]. 张晨昕. 南京信息工程大学, 2019(04)