青藏高原卫星臭氧及UVB数据的地基验证观测研究

本申请拟以气象部门在西藏拉萨的Brewer#177以及青海瓦里关山的Brewer#054两台臭氧光谱仪对大气臭氧总量、臭氧垂直廓线（umkehr观测）以及地表UV的光谱观测，对卫星遥测我国青藏高原的臭氧总量、臭氧垂直廓线以及UVB的误差特点进行研究，综合利用Brewer仪器、太阳光度计以及模式计算观测，有效确定气溶胶在UVB波段的光学厚度和单次散射反照率(SSA)的基础上，对OMI及历史的TOMS在高原两地的UV产品进行订正。通过验证研究工作，了解卫星产品在青藏高原的误差分布特征，为提高青藏高原地区卫星遥测产品的应用水平提供依据，为提高气象部门的UV指数预报提供技术支持。

通过对西藏拉萨Brewer#177光谱仪的日常观测上程序的设计，加强Brewer#177在卫星过境时间前后对臭氧总量及UV光谱观测测量的密度，减低因观测环境的偶然误差可能给比对验证工作带来的影响后，以BERWER臭氧光谱仪对大气臭氧总量、臭氧垂直廓线（umkehr观测）以及地表UV的光谱观测，对卫星遥测我国青藏高原的臭氧总量、臭氧垂直廓线以及UVB的误差特点进行研究。设计利用遮光法为基于Brewer光谱仪的观测获取UVB波段的气溶胶ω的实验测量技术，并综合Brewer仪器、太阳光度计以及模式计算观测，对OMI及历史的TOMS在高原UV产品进行分析。. 通过对大气臭氧总量、臭氧垂直廓线（umkehr观测）以及地表UV的光谱观测，结合卫星遥测我国青藏高原的臭氧总量、臭氧垂直廓线以及UVB的数据分析表明：拉萨臭氧主要分布在15 ～ 35km，反演结果的峰值出现在21 ～ 25 km。对比拉萨四季臭氧垂直分布发现，它们在平流层中上层的差异不大，且在36 km 以上的分布大致相同，差异主要表现在从地面到21 km，冬春季的臭氧数密度大于夏秋季，近4 年来拉萨的年平均臭氧总量的变化不大，臭氧总量的极值出现在冬春季节。比较2008-2012年拉萨站地基观测臭氧总量与三种卫星反演产品，评估地基和卫星观测臭氧总量数据的质量信息。结果表明：地基与卫星臭氧总量绝对差别为-10～15DU，相对差别为-4%～4%，日尺度相对差别呈随机分布特征；TOSOMI算法反演的SCIAMACHY臭氧总量更接近地基观测结果，DOAS算法反演OMI臭氧总量与地基观测结果差异最大；云的影响会加剧地基与卫星臭氧总量差异，地基与SCIAMACHY产品差异加剧最为显著;总云量为1至4时对权重UVB平均增减幅度不大，总云量为6至10时，对权重UVB的平均影响表现为衰减，且平均衰减程度随云量等级变高而加剧；总云量等级越高，对权重UVB增强的概率越小；各级总云量云层反射辐射对权重UVB的平均增强没有明显规律,在被太阳直接照射的情况下，有云天将承受比晴天更强紫外辐射。. 确定了拉萨各波段的CF值，通过CF值再根据每一次有效的DS观测原始数据计算出了拉萨2008年-2013年在UV波段的AOD值，对AOD方面的分析将在2014中继续开展。