H2O和CO2、CH4、CO等溫室氣體,吸收長波輻射不但直接影響紅外輻射傳輸,也是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要因素之一。相比星載、機(jī)載觀測,地基觀測靈敏度高、精度高并能連續(xù)測量,是溫室氣體濃度觀測的最直觀、最有效觀測手段,被廣泛應(yīng)用于全球各地溫室氣體濃度的研究�？偺贾^測網(wǎng)TCCON是利用地基傅里葉變換光譜儀長期觀測溫室氣體濃度的全球性觀測網(wǎng),搭建于合肥科學(xué)島的FTIR125HR是國內(nèi)唯一 TCCON候選站點(diǎn)。本文利用地基傅里葉變換光譜儀EM27/SUN結(jié)合最優(yōu)估算法,開展了高精度太陽吸收光譜的觀測以及多種溫室氣體柱濃度的同步反演,獲得了典型站點(diǎn)溫室氣體柱濃度的時(shí)空分布及區(qū)域排放特征,并與衛(wèi)星數(shù)據(jù)、模式模型以及其他觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析,以期為我國溫室氣體的源匯研究、光電系統(tǒng)的工程應(yīng)用等提供有效的數(shù)據(jù)支撐和理論基礎(chǔ)。主要研究工作和創(chuàng)新性成果如下:(1)開展了溫室氣體柱濃度反演的參數(shù)敏感性研究,獲得了傅里葉變換光譜儀EM27/SUN儀器線型函數(shù)、地表氣壓、對流層頂高以及溫度、壓強(qiáng)和目標(biāo)反演氣體的先驗(yàn)廓線等對柱濃度反演影響的定量結(jié)果。(2)利用傅里葉變換光譜儀EM27/SUN開展了高精度太陽吸收...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 地球大氣成分與結(jié)構(gòu)
        1.1.1 大氣紅外吸收分子
        1.1.2 地球大氣熱力學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.1.3 溫室效應(yīng)及溫室氣體
    1.2 大氣遙感方法
        1.2.1 原位測量方法
        1.2.2 星載及機(jī)載遙感方法
        1.2.3 地基遙感方法
    1.3 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 章節(jié)安排
    1.4 小結(jié)
第2章 傅里葉變換紅外光譜原理與技術(shù)
    2.1 紅外吸收光譜
        2.1.1 譜線的形成
        2.1.2 振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜
        2.1.3 譜線展寬
        2.1.4 HITRAN數(shù)據(jù)庫
    2.2 傅里葉變換光譜技術(shù)
        2.2.1 傅里葉變換光譜儀EM27/SUN
        2.2.2 干涉圖與光譜圖
        2.2.3 儀器線型函數(shù)
        2.2.4 切趾函數(shù)
        2.2.5 相位校正
    2.3 小結(jié)
第3章 溫室氣體柱濃度的反演算法
    3.1 引言
    3.2 最優(yōu)估算法
        3.2.1 大氣參數(shù)反演建模
        3.2.2 線性化模型
        3.2.3 非線性化模型
        3.2.4 大氣輻射傳輸模型
    3.3 PROFFIT反演算法
    3.4 傅里葉變換光譜儀的儀器線型函數(shù)
    3.5 垂直柱總量及柱-平均摩爾分?jǐn)?shù)
    3.6 小結(jié)
第4章 柱濃度的反演參數(shù)敏感性分析
    4.1 引言
    4.2 儀器線型函數(shù)對柱濃度反演的敏感性分析
        4.2.1 儀器線型函數(shù)敏感性的定量分析
        4.2.2 儀器線型函數(shù)的測量
    4.3 地表氣壓對柱濃度反演的敏感性分析
        4.3.1 地表氣壓敏感性的定量分析
        4.3.2 相關(guān)性分析
    4.4 對流層頂高對柱濃度反演的敏感性分析
        4.4.1 理論分析
        4.4.2 對流層頂高敏感性的定量分析
    4.5 先驗(yàn)廓線對柱濃度反演的敏感性分析
        4.5.1 溫度壓強(qiáng)廓線的敏感性分析
        4.5.2 CO₂先驗(yàn)廓線的敏感性分析
    4.6 小結(jié)
第5章 典型地區(qū)主要溫室氣體柱濃度的觀測與分析
    5.1 引言
    5.2 內(nèi)陸地區(qū)(合肥)溫室氣體的觀測與分析
        5.2.1 柱-平均摩爾分?jǐn)?shù)的反演與分析
        5.2.2 地基觀測與其他數(shù)據(jù)源的對比分析
    5.3 沙漠地區(qū)(敦煌)溫室氣體的觀測與分析
        5.3.1 柱-平均摩爾分?jǐn)?shù)的反演與分析
        5.3.2 地基觀測與其他數(shù)據(jù)源的對比分析
    5.4 高原地區(qū)(拉薩)溫室氣體的觀測與分析
        5.4.1 柱-平均摩爾分?jǐn)?shù)的反演與分析
        5.4.2 XCO₂與XCH₄相關(guān)性分析
        5.4.3 地基觀測與WACCM數(shù)據(jù)的對比分析
    5.5 沿海地區(qū)(茂名)溫室氣體的觀測與分析
        5.5.1 柱-平均摩爾分?jǐn)?shù)的反演與分析
        5.5.2 含碳?xì)怏w的相關(guān)性分析
    5.6 小結(jié)
第6章 溫室氣體柱濃度對整層大氣透過率的影響
    6.1 引言
    6.2 溫室氣體柱濃度對整層大氣透過率的影響
        6.2.1 柱濃度的日變化對垂直上行傳輸整層大氣透過率的影響
        6.2.2 柱濃度的日變化對斜程上行傳輸整層大氣透過率的影響
        6.2.3 溫室氣體實(shí)測柱濃度對垂直上行傳輸整層大氣透過率的影響
    6.3 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 討論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3804291