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大气临边散射DOAS反演臭氧廓线

杨春燕  
【摘要】: 研究旨在基于大气临边散射辐射,通过差分光学吸收光谱法(DOAS)实现大气臭氧廓线的反演,并分析相关大气因子对臭氧反演的敏感性。 基于对卫星临边观测机制和DOAS方法基本原理的分析,将乘代数重建技术与DOAS结合进行大气臭氧廓线的反演研究。研究以Odin-OSIRIS一级临边散射数据为例,将50km作为参考切高,571~617nm作为拟合波段,通过DOAS技术消除大气消光作用中随波长慢变部分,继而反演得到大气臭氧沿吸收路径的倾斜柱量。在DOAS反演的基础上,借助SCIATRAN正向模型,利用乘代数重建技术由臭氧倾斜柱量反演得到10~48km范围内,垂直分辨率为1km的大气臭氧垂直分布廓线。反演中考虑了O3、NO2、O4三种气体的吸收,以SCIATRAN模型数据库中臭氧廓线的66%作为先验廓线,并通过扰动方式计算权因子。反演结果与欧洲SCIAMACHY臭氧产品及安徽光机所激光雷达臭氧数据在量级和趋势上都有很好的一致性。通过改变SCIATRAN模型中气溶胶、云和NO2的参数值,分析它们对DOAS大气臭氧廓线反演的影响。结果显示,DOAS方法有效地消除了大部分气溶胶和云的影响。在选定波谱窗口内,NO2对模拟值的影响较小,对反演结果没有影响。


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