顾及高程差异的网络差分对流层误差内插模型

在GPS网络差分定位技术中,用户站与参考站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统性偏差,造成对流层改正精度降低,影响用户定位的效果。在常规两维线性组合模型的基础上,考虑高程因素影响,利用三维位置信息对内插模型参数进行约束,将对流程延迟改正数分为距离相关和高程相关两部分,通过卡尔曼滤波器分别估计,提出了一种能修正高程偏差的对流层三维线性组合模型。以重庆连续运行参考站系统中5个站作为研究对象,实验验证结果表明,在地形起伏较大的地区,三维线性组合模型可将对流层改正精度从20～40 cm提高到5～6 cm,相对于常规方法提高了4～6倍,消除了网络差分定位中高程差引起的对流层改正系统偏差。     

机载腔增强吸收光谱系统应用于大气NO_2空间高时间分辨率测量

介绍了一套用于机载平台测量的非相干宽带腔增强吸收光谱(IBBCEAS)系统,并应用于实际大气NO_2空间分布的高时间分辨率观测.为满足机载测量中对时间分辨率的需求,系统采用离轴抛物面镜代替消色差透镜提高光学耦合效率;并运用Allan方差,对系统性能进行了分析.通过腔增强吸收光谱系统与长光程吸收光谱系统对实际大气NO_2的对比测试,两者线性相关系数R~2达到0.86.将IBBCEAS系统应用于机载平台,在时间分辨率为2 s的情况下,探测限达到95 ppt(1σ).通过机载观测,获得了华北地区石家庄等地上空对流层大气NO_2的廓线信息.     

地球大气对流层分布的热传导模式

针对地球表面大气的对流层,提出热传导模式,利用该模式导出地球表面大气对流层的温度、压强、密度随高度变化的函数关系,并将计算值与实际测量值作比较,发现两者差别不到百分之一。     

对流层气溶胶消光特性的Mie散射激光雷达探测研究

在介绍激光雷达对气溶胶探测的相关理论的基础上,对自行研制的一套1064nmMie散射激光雷达系统的系统结构、相关技术参数作了详细说明。用此系统对苏州城区对流层气溶胶进行探测并对探测结果进行了初步的分析。     

双差分测量对流层臭氧的实验研究

 提出了利用266nm,289nm,308nm三波长进行臭氧测量的数值模拟和实际测量实验研究。三波长双差分和双波长差分的模拟实验结果表明,当对流层气溶胶分布相当不均匀,后向散射比梯度较大时,气溶胶对双波长差分测量臭氧影响很大,而对三波长双差分测量臭氧影响较小。     

对流层夜间化学研究

NO3自由基与N2O5是对流层夜间化学的关键物种。一方面NO3与O3等组分是夜间大气中的重要氧化剂，与它们的反应是生物排放挥发性有机物（VOCs）的主要汇；另一方面NO3与N2O5和雨滴或气溶胶颗粒物发生的异相反应则是大气中氮氧化合物NOx（NO，NO2）的主要清除过程，从而可以减轻对流层臭氧污染。研究它们的化学反应性质及对其进行实地测量，对深入理解大气氧化过程和全面了解区域乃至全球大气自净能力有重要意义。本文总结了近年来有关夜间化学的研究成果，介绍了以NO3和N2O5为中心的基本夜间化学过程、对流层中NO3与N2O5的源与汇以及外场测量技术的最新研究进展，并提出了尚待解决的一些问题。     

太阳池非对流层最佳厚度及最大效率数值模拟

本文对现有的太阳池辐射透射模型及稳态热效率模型进行了改进,改进的模型既考虑了池水浊度的影响又考虑了池内多重反射的影响,更接近实际情况。在改进的稳态热效率模型基础上,通过数值模拟的方法,对太阳池非对流层最佳厚度及其最大效率的相关影响因素作了较为详细的分析和讨论。认为太阳池非对流层最佳厚度及其最大效率取决于太阳池尺寸和结构、太阳辐射强度、储热层和上对流层的温差、太阳辐射在水中的透射率、池底反射率、水浊度、池水的物理特性以及池深度等综合因素,其中,△T/I0(储热层和上对流层的温差与水面太阳辐射强度的比值)是影响太阳池非对流层最佳厚度的主要因素,这为太阳池高效运行提供了理论指导。     

基于跨平台红外高光谱观测的对流层三维风场测量

精确的风场数据对提高数值天气预报准确性具有重要意义,对流层风是改进天气预报的要素之一。虽然利用气象卫星成像仪对连续云图追踪特征目标进行导风是一种有效的风场观测方法,且在区域和全球尺度上改善了数值天气预报,但仍存在风场高度分配模糊问题而产生误差。星基红外高光谱探测仪具备大气温湿度廓线垂直探测能力,通过分析各个垂直分层内的大气参数运动得到三维风场,能够提升风场垂直高度的准确性,改进风场高度分配模糊问题。提出了利用跨平台极轨气象卫星FY-3D星红外高光谱大气探测仪HIRAS和NOAA-20星跨轨红外探测仪CrIS交叉观测对流层三维风场的创新方法,根据两仪器近重叠轨道星下点交叉观测辐射数据匹配水汽通道图像,通过稠密光流法分析目标运动变化并计算风场,对风矢量进行质量控制后同ERA-Interim再分析资料作定量化比较,分析风速均值绝对偏差、均方根误差和风向均值绝对偏差。分别对2019年2月20日UTC世界时00:00,06:00,12:00的HIRAS和CrIS交叉数据计算200,300,400,600,650和1 000 hPa六组垂直高度风场,结果表明,风速范围的变化趋势与再分析资料表现一致,风速范围随高度降低而减小,高层对20 m·s-1以上风速更敏感,地表附近测得风速集中在10 m·s-1以内。风速均值绝对偏差多数小于3 m·s-1,最大不超过4 m·s-1,风速均方根误差多数小于3.5 m·s-1,最大不超过4.5 m·s-1,风向均值绝对偏差多数小于30°,最大不超过40°。风场误差主要来自仪器自身设计参数不同引入辐射数据的观测偏差,以及因数据空间分辨率不同导致在图像重投影处理过程中引入的定位偏差。     

Analysis of saturation signal correction of the troposphere lidar

Usually, lidar detection systems are optimized for the measurement of the low intensity signal using the photon counting technique, but this approach results in the nonlinear signal response for the higher intensity signal. The problem is successfully solved by the combination of analog-to-digital （AD） and photon- counting （PC） detection. The optimized processing procedure of the signal combination of AD and PC is described, and the corrected result is analyzed and compared with the results by the dealt-time correction method. In this way, the accuracy of wind and aerosol measurement in the nonlinear range is improved. In addition, the signal-to-noise ratios （SNRs） of the two detection methods of AD and PC are compared in the overall dynamic range of signal for the performance analysis.