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光学遥感
2001―2021年东亚地区CTP时空模态特征分析
孙乐
1,2
唐超礼
2,*
魏圆圆
3
黄友锐
2
作者单位
摘要
1
安徽理工大学计算机科学与工程学院, 安徽 淮南 232001
2
安徽理工大学电气与信息工程学院, 安徽 淮南 232001
3
安徽大学互联网学院, 安徽 合肥 230039
基于2001年1月至2021年12月期间MODIS和AIRS遥感反演数据,利用经验正交函数 (EOF)、MK趋势分析、最小二乘法等方法研究了东亚地区近21年的云顶气压 (CTP) 时空模态特征及变化趋势。结果表明:东亚地区CTP从东北到西南呈逐渐递减趋势;四季变化差异性较大,呈现“√”字型变化,表现为冬季气压值最高、夏季最低;受地理位置和纬度带影响,CTP的高值区在一年四季均分布在东北地区上空,低值区始终位于青藏高原地区。在中国的广西、广东和缅甸、印度等地属于热带季风区,在冬季受干冷气流的影响,容易形成CTP高值区。东亚地区主要以中云分布为主,低云区主要集中在中国东北、京津冀、朝鲜半岛和中纬度海洋地区,在中国中原地区、南方地区 (广西、广东和长江中下游各省地区) 以及新疆部分地区以中云为主,高云主要出现在中国青藏高原和塔克拉玛干沙漠。通过趋势分析发现,在2001年至2021年间,CTP在中国的新疆、印度半岛、缅甸、蒙古和贝加尔湖等区域呈现较高的增长趋势,而在中国的青藏高原、南部沿海等部分区域以及东部海域均呈较明显的下降趋势。东亚地区部分区域的CTP与地表温度、湿度、水汽和云量均呈现较为显著的相关性,因此CTP的变化可以在一定程度上反应区域性天气变化情况。
云顶气压
经验正交函数
MK趋势分析
最小二乘法
cloud top pressure
empirical orthogonal function
MK trend analysis
least square method
PDF全文
Full Text
大气与环境光学学报
2023, 18(6): 569
光学遥感
南极臭氧柱总量的时空变化特性与影响因素分析
唐超礼
1
郝德卫
1,*
魏圆圆
2
戴聪明
3
魏合理
3
作者单位
摘要
1
安徽理工大学电气与信息工程学院, 安徽 淮南 232001
2
安徽大学互联网学院, 安徽 合肥 230039
3
中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
利用大气本底站监测数据验证了大气红外探测仪 (AIRS) 反演数据 (2003年3月―2021年2月),在此基础上基于AIRS数据分析了南极臭氧柱总量时空分布以及变化特性,并进而利用线性回归、相关性分析、小波分析等方法,结合平流层温度和海冰数据,分析了南极臭氧柱总量变化特征的影响因素。结果表明:AIRS反演数据与大气本底站监测数据的相关系数均在0.945以上,具有较高的准确度和平稳性。南极臭氧柱总量的时间变化具有很强的周期性,谷值与谷值交替约为12个月。通过小波时-频结合分析发现,南极臭氧柱总量明显存在时间尺度为2、4、6、8~10、13年的周期,其中震荡最剧烈的第一主周期13年又以10年为周期变化,第二主周期6年又以4年为周期变化,2003―2021年内第一主周期经历了2次高-低变化期,第二主周期经历了4次高-低变化期。臭氧柱总量随季节变化明显,春季是南极臭氧柱总量最高的季节,冬季、夏季、秋季依次次之。南极臭氧的空间分布特征差异较大,总体来看纬度越高,臭氧柱总量越低,并在85° S附近达到最低值。南极洲大部分区域平流层温度与臭氧柱总量呈显著正相关,统计结果显示当平流层温度小于189 K时会出现臭氧洞;南极海冰范围与南极臭氧柱总量变化基本一致,两者皆存在2、6~8、12~14年的变化周期,但海冰范围变化要早一个月。
南极
臭氧柱总量
小波分析
平流层温度
海冰范围
Antarctic
total ozone column
wavelet analysis
stratospheric temperature
sea ice extent
PDF全文
Full Text
大气与环境光学学报
2023, 18(3): 201
光学遥感
近40年中国区域对流层顶温度场时空变化特征
唐超礼
1
朱一东
1,*
魏合理
2
魏圆圆
3
作者单位
摘要
1
安徽理工大学电气与信息工程学院, 安徽 淮南 232001
2
中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
3
安徽大学互联网学院, 安徽 合肥 230039
利用1981—2020年NCEP/NCAR再分析月平均资料,对中国区域近40年的对流层顶温度场进行了时空变化特征分析和四季变化状况研究。采用线性回归、Mann-Kendall突变检验分析、经验正交分解 (EOF) 等方法研究了对流层顶温度场的年际变化趋势和时空分布特征。结果表明:中国区域对流层顶温度在1981—2020年总体呈下降趋势,其中在1995—2020年减少趋势显著。对流层顶温度存在明显的季节性特征,春季和冬季气候倾向率较小,对全年对流层顶温度减小趋势贡献也较小;夏季和秋季气候倾向率较大,对全年对流层顶温度减小趋势贡献也较大。运用EOF法对对流层顶温度场空间变化特征分析发现,第一模态空间分布反映了中国区域对流层顶变化趋势在空间上基本一致,且分布由南到北呈现“+,-”的纬向结构;第二模态空间分布由南到北呈现“+,-,+,-”的纬向结构,并以34° N为界呈现出很明显的南北相反分布;第三模态空间分布由南到北呈现“+,-,+”的纬向结构。
对流层顶
温度场
Mann-Kendall 突变检验
经验正交函数分解
tropopause
temperature
Mann-Kendall matation test
empirical orthogonal function
PDF全文
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大气与环境光学学报
2023, 18(1): 25
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