C_n~2探空仪的可靠性实验与数据处理方法

在天文台选址及激光工程中,需要对大气湍流垂直廓线作深入定量的研究。高灵敏度温度脉动探空仪主要用于大气湍流垂直廓线的测量,它是由单片机、高灵敏度温度脉动仪及发射机等部件组成,具有灵敏度高、结构紧凑、体积小及质量轻等优点。C2n探空仪升空后,为保证探测与传输的数据准确可靠,有必要在地面对其进行严格的检测与调试,并对C2n探空仪的可靠性实验与接收的数据处理方法作一些探讨与分析。     

大气光学湍流廓线估算方法研究进展

本文介绍了运用Thorpe尺度、Ellison尺度、神经网络等在C2n廓线估算和预报方法方面的最新研究进展.给出了Thorpe尺度估算南极点冬季和夏季C2n廓线、Ellison尺度估算西藏拉萨C2n廓线以及与探空实测值的比较,介绍了SA-BP神经网络算法流程图和结构图.最后对几种方法进行了讨论.     

基于遥感技术的测风雷达

研究风廓线雷达的探测威力和我国对流层大气湍流常数(C2n)随季节的变化规律.结合目前对流层风廓线雷达的研制经验以及我国北方地区的试验数据进行分析与探讨,介绍了风廓线雷达的组成原理,推导了风廓线雷达方程和最大探测距离估算公式.各地区C2n的变化是造成目前风廓线雷达探测距离估算误差的主要原因,试验数据表明,我国北方地区对流层-C2n(均值)随季节的起伏小于边界层-C2n随季节的起伏幅度.此外,信号处理损耗也是风廓线雷达威力估算时一个不可忽视的因素.     

边界层气象要素垂直廓线的数值计算

借助于湍流能量方程和湍流耗散率方程，用方程组闭合的方法，建立了大气边界层模式。采用单点常规的气象观测资料，计算了大气边界层内外特征参数和气象要素的垂直廓线，再现了边界层的结构特征，计算结果与系留探空观测比较，廓线的变化趋势基本一致。     

近地层风廓线与垂直湍流强度关系研究

通过改进Ｐｒａｎｄｔｌ混合长理论,得出近地层风廓线形式εｕ／εｚ为ｕ＊／ｋ１ｚ其中ｋ１（σｗ／ｕ８）（１－ｋ／２）;在中性层结下ｋ１为０．４,风廓线与传统形式完全相同。分析认为Ｋａｒｍａｎ常与垂直湍流强度有关,其量值的弱不确定性是由于“中性”及“近地层常用量假定”不符合实际大气情况所致;所建立的垂直湍流强度与无量纲风廓线关系可以合理地描述在稳定边界层的情况。     

地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散数值模拟研究

针对碳捕集与封存技术中泄漏监测的难点,利用数值模拟方法研究了地质封存中CO2泄漏的非稳态扩散,以及不同的垂直风廓线形式、大气、地形等因素对非稳态扩散模拟结果的影响,探索了地质封存中CO2泄漏扩散的分布规律.研究结果表明:不同风廓线下CO2泄漏的扩散规律基本一致,仅在垂直方向上CO2的体积分数略有差异;大气层结不稳定程度越高,越有利于泄漏气体的扩散;风速越大,扩散达到稳定所需要的时间越短,稳定的CO2的体积分数越小;大气温度越高,同一高度上稳定的CO2体积分数越大,越有利于泄漏气体的垂直扩散;地表面粗糙度越大,越有利于垂直湍流波动的形成,当水平扩散减慢时,CO2达到稳定所需要的时间延长.     

特征向量数量对反演大气参数的影响

大气温湿信息是天气预报、研究和业务的主要参教。具有通道多、信息量大、光谱窄等优点的AIRS已逐渐成为大气垂直探测的主流和方向。如何从卫星观测到的辐射测值推算出大气参数显得尤为重要。本文运用特征向量法反演晴空大气温度、臭氧廓线,试验不同数量的特征向量对反演晴空大气温度等参数精度的影响。结果表明适当增加特征向量的数量,对改进反演大气温度、臭氧廓线的精度有明显改善。     

星载微波辐射计遥感大气温度廓线的数值模拟

为了充分了解微波被动遥感大气温度廓线的能力,为星载微波辐射计研制及今后的资料解释提供必要的技术基础,开展了采用50～60 GHz氧气吸收带内的7个通道反演大气温度廓线的数值模拟研究.利用微波辐射传输模型模拟了微波辐射计各通道亮度温度,在此基础上建立了大气温度廓线的统计反演方案.统计反演的数值试验表明,50～60 GHz微波通道对大气温度廓线有一定的遥感反演能力.     

地基12通道微波辐射计反演大气温湿廓线及估算雷达路径积分衰减

利用TP/WVP-3000型地基微波辐射计12通道亮温观测资料,发展了一套大气温湿及液态水廓线反演算法.首先对近20年历史探空数据进行数据转换、插值等处理后,分无云和有云两种类型,运用MWMOD微波辐射传输模式,计算无云情况下的微波亮温集,根据相对湿度廓线,利用模式的绝热液水含量分析方法,模拟计算出液态水廓线及对应的微波亮温数据集,利用改进BP神经网络计算模型,通过神经网络学习训练,获取代表该地区的神经网络系数,用于反演计算大气温度、水汽密度、相对湿度和液态水廓线.与GPS探空数据对比,反演的大气温度廓线在7 km以下误差均在3 K以内,水汽密度廓线在6 km以下误差均在3 g/m2以内,部分底层廓线的反演值与GPS探空观测接近,获得了较好的反演结果.同时,通过模式分析出云水廓线,弥补GPS探空不足,利用微波辐射计观测进行验证,估算雷达路径积分衰减,用于试验降水雷达反演分析.     

CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达及常见故障分析

固定式边界层风廓线雷达是一部脉冲多普勒雷达,能够探测晴空大气湍流,能够实时探测大气的三维风场且能实时地提供所探测高度的水平风场、大气折射率结构常数、垂直气流等随高度的分布。该文简要介绍了CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达的工作原理及其常见故障,通过对日常工作中的一些常见故障举例分析并总结维护维修经验,为雷达业务保障工作提供了一定的参考。