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 大气与环境光学学报
2023, 18(3): 201
1 中国科学技术大学 地球与空间科学学院, 合肥 230026
2 中国科学院 近地空间环境重点实验室, 合肥 230026
报道了一种基于扫描F-P标准具的高光谱分辨低平流层大气温度探测技术。通过扫描F-P标准具,获得大气分子瑞利后向散射的透过率分布。对该透过率进行非线性拟合,由拟合得到的谱宽计算大气温度分布。为了减小频率不稳定引起的系统误差,采用静态的F-P标准具实时监测激光出射频率,并在数据处理中进行补偿。由时间分辨率2000 s的激光雷达原始信号的信噪比,根据最大似然估计误差分析,该方法在30 km以下的探测误差小于1.9 K,50 km以下的探测误差小于9.8 K。在对比实验中,在18～36 km高光谱分辨激光雷达与探空气球探测的温度廓线最大偏差4.7 K;在27～34 km,高光谱分辨激光雷达与瑞利积分激光雷达探测的温度最大偏差2.7 K。在15～27 km,由于气溶胶的污染,瑞利积分激光雷达的温度明显偏离其他两种探测结果,最大偏差达22.8 K。
大气光学 平流层温度 高光谱分辨激光雷达 瑞利散射 F-P标准具 atmospheric optics stratospheric temperature high spectral resolution lidar Rayleigh backscatter Fabry-Perot etalon 强激光与粒子束
2014, 26(12): 121003
中国科学院安徽光机所国家863计划大气光学重点实验室 合肥 230031
介绍了一台用于平流层中上部温度探测的双波长激光雷达,分析了数据处理方法及其过程。该激光雷达获得的结果与NOAA/NMC及MSISE-90模式资料对比表明,在30～40km高度范围内三者反映了较一致的温度分布特征。一般情况下30～40km范围内它们的温度偏差小于3K；低层30km以下很可能主要受气溶胶的影响,相对偏差小于6K。
激光雷达 平流层温度 MSISE-90模式
