卫星编队在云和气溶胶中的作用
气溶胶效应 ipcc

气溶胶效应ipcc
气溶胶效应是指大气中悬浮的气溶胶颗粒对地球气候系统产生的影响。
IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)是一个权威的国际组织,负责评估全球气候变化科学、政策和风险,并提供相关政策建议。
IPCC在其报告中详细研究了气溶胶效应对气候变化的影响。
根据IPCC的报告,气溶胶能够通过直接散射和吸收太阳辐射,对地球能量平衡产生影响。
这些影响包括冷却地表和大气层,从而减缓了全球变暖的过程。
然而,气溶胶也可以作为云凝结核,在云中起到促进云的形成和增加云的持续时间的作用,这被称为间接效应。
气溶胶对气候的整体影响仍然是一个复杂的科学问题,因为它们的光学性质、化学组成和空间分布都会对气候系统产生不同的影响。
IPCC的报告还指出,气溶胶也对空气质量和人类健康产生重要影响。
某些气溶胶颗粒,如细颗粒物(PM2.5),对呼吸系统有害,可能导致心血管疾病、肺癌和其他健康问题。
总的来说,气溶胶效应是一个复杂而重要的气候科学问题,需要进一步的研究和评估,以更好地理解其对气候变化和人类健康的影响。
气溶胶对中国天气、气候和环境影响综述

气溶胶对中国天气、气候和环境影响综述气溶胶对中国天气、气候和环境影响综述引言:气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物,由于其具有复杂的化学组成和多样化的来源,对中国的天气、气候和环境都有一定的影响。
本文旨在综述中国境内气溶胶对天气、气候和环境的影响,并探讨其中的机制。
一、气溶胶对天气的影响1. 影响降水:气溶胶物质能够作为云凝结核,影响云滴的形成和降水过程。
其中,大尺度的气溶胶能够增加云滴数量,从而使云中水粒子变小,降水变少。
而小尺度的气溶胶则会促进云滴的增长成为降水。
这种复杂的影响机制导致中国不同地区的气候变化存在差异,其中一些地区的干旱现象加剧。
2. 影响能见度:中国的大城市普遍受到气溶胶的影响,导致空气浑浊,能见度降低。
大量的气溶胶会散射和吸收光线,使得光线无法直接到达观察者,在空气中形成雾霾现象。
二、气溶胶对气候的影响1. 平衡辐射:气溶胶可以散射和吸收太阳辐射,改变大气中的能量分布。
散射气溶胶能够反射太阳辐射,降低地表气温;吸收气溶胶则将辐射转化为热能,升高大气温度。
这种能量分布的改变会影响中国地区的气温、风速和风向等气候要素。
2. 影响云的特性:气溶胶会影响云的性质、数量和分布,从而影响云对太阳辐射的反射和大气的辐射平衡。
气溶胶作为云凝结核,可以促进云滴的形成和增长,导致云饱和水汽增加,间接影响地表和大气的能量平衡。
这种影响也可能导致中国地区的气候变化。
三、气溶胶对环境的影响1. 影响空气质量:大量的气溶胶会导致空气污染,使得中国部分地区的空气质量恶化。
气溶胶中的有害物质,如二氧化硫、氮氧化物等,对人体健康和生态系统都有一定的损害。
2. 影响气候变化:气溶胶对气候的影响也会间接影响中国的气候变化。
随着大气污染的加剧,气溶胶的释放量增加,将对全球气候系统产生重要影响,进一步影响中国的气候。
结论:气溶胶对中国的天气、气候和环境有着复杂的影响机制。
其对天气的影响涉及降水和能见度两方面,对气候的影响涉及热平衡和云特性等方面,而对环境的影响主要表现为空气质量恶化和气候变化的进一步加剧。
云与气溶胶相互作用的影响机制研究

云与气溶胶相互作用的影响机制研究对于大气科学研究来说,云与气溶胶的相互作用一直是一个关键的研究领域。
云和气溶胶之间的相互作用对大气环境、气候变化以及空气质量具有重要影响。
本文将探讨云与气溶胶相互作用的影响机制。
1. 前言云是大气中的水汽凝结而成的水滴或冰晶的集合体,而气溶胶则是悬浮在大气中的微小颗粒物质。
云和气溶胶之间的相互作用通过多种方式影响着大气的物理和化学过程。
2. 云的形成与气溶胶影响在大气中,气溶胶充当着云的凝结核。
当空气中的水汽达到饱和,气溶胶颗粒可以作为凝结核提供给水汽凝结,从而形成云滴或冰晶。
气溶胶的浓度、类型和粒径分布会直接影响云粒子的形成和云的性质。
3. 云的光学特性与气溶胶影响云和气溶胶相互作用,会改变云的光学特性。
气溶胶颗粒对入射太阳辐射的散射和吸收作用,会导致云层的反照率和透过率发生变化。
这些变化进一步影响着地球能量平衡和气候系统。
4. 气溶胶影响云的物理特性气溶胶与云的相互作用可以影响云的物理特性,例如云的深度、云滴大小分布以及降水的形成等。
气溶胶通过改变云滴的数目和大小分布,间接改变着云的辐射特性和云的演化过程。
5. 化学反应与气溶胶-云相互作用气溶胶颗粒携带着各种化学物质,这些化学物质可以在云滴中发生化学反应,从而影响云滴的化学成分和气溶胶的演化。
通过气溶胶-云相互作用,大气中的一些重要气体(如二氧化硫和氮氧化物等)可以转化为云滴中的酸性物质,进而对酸雨的形成起到重要作用。
6. 气溶胶-云相互作用对气候变化的影响气溶胶-云相互作用通过改变云的辐射特性、降水过程等,对气候变化产生重要影响。
气溶胶-云相互作用的研究对于了解云的演化过程、空气质量和全球气候变化有重要意义。
7. 结论云和气溶胶之间的相互作用是大气科学研究中的一个重要领域。
通过研究云与气溶胶的相互作用机制,可以更深入地理解气候变化、空气质量等问题,为人类提供更准确的环境预测和改善空气质量的措施。
总结起来,云与气溶胶相互作用的影响机制是一个多方面、复杂的问题,需要通过观测、实验和数值模拟进行深入研究。
CloudSat卫星及其在天气和云观测分析中的应用

CloudSat卫星及其在天气和云观测分析中的应用一、引言天气和云观测在气象学和气候学中起着分外重要的作用。
而CloudSat卫星作为当前最先进的云观测卫星之一,为我们提供了珍贵的关于云的信息,援助我们更好地理解云的形成、演变和影响,并提供了可靠的数据用于天气猜测和气候模拟。
本文将介绍CloudSat卫星的基本状况以及其在天气和云观测分析中的应用。
二、CloudSat卫星的基本状况1. 发射和轨道CloudSat卫星于2006年4月28日由美国国家航空航天局(NASA)发射升空,目前处于大约705公里高度的极地轨道上运行。
它绕地球轨道运行,周期为大约98分钟。
2. 主要仪器CloudSat卫星搭载了一台称为Cloud Profiling Radar(CPR)的主要观测仪器。
CPR是一种主动雷达,利用微波辐射向云层发送脉冲,然后通过接收、记录并分析云层返回的信号来得到云层的信息。
CPR具有高区分率和强大的穿透力,能够观测到云层的垂直结构,并提供精确的云顶高度、云顶温度和云顶压力等信息。
3. 数据处理和发布CloudSat卫星观测到的云层数据被传送到地面处理中心进行处理和分析。
处理后的数据包括三维云层结构的信息,如云的垂直分布、云顶高度、云底高度、云量等,以及与云相关的物理参量,如降水、云粒子大小和类型等。
这些数据被整理后,向全球气象社区发布,供科学家和气象学家进行探究和分析。
三、CloudSat卫星在天气观测中的应用1. 降水观测降水是天气现象中的重要因素之一,对农业、水资源管理和城市规划等有着重要的影响。
传统的气象观测手段,如地面气象站和雷达,对于降水的准确观测有一定的局限性。
而CloudSat卫星的CPR可以通过观测云层的粒子大小和密度等信息来预估云中的降水含量,并结合其他卫星和地面观测数据进行验证和校正,从而提供更准确的降水观测数据。
2. 气旋和风暴观测气象学家屡屡关注气旋和风暴的形成和演变过程。
星地协同观测气溶胶反演方法

星地协同观测气溶胶反演方法嘿,咱今儿就来说说这星地协同观测气溶胶反演方法。
你说这气溶胶啊,就好像空气中的小调皮鬼,看不见摸不着,但又实实在在地影响着我们的生活呢!那啥是星地协同观测呢?就好比是天上有双“大眼睛”,地上也有好多双“小眼睛”,它们一起合作,来把这些气溶胶给抓住,搞清楚它们到底是啥样儿的。
你想想看啊,卫星在高高的天上,能大范围地观测,就像个超级大侦探,一下子能看到很大一片区域的情况。
而地面上的观测呢,就更细致啦,能把一些细节都给捕捉到。
这两者一结合,那可真是威力无穷呀!那怎么个反演法呢?哎呀,这就像是解一个神秘的谜题。
我们通过卫星和地面观测到的各种数据,然后用一些巧妙的方法和算法,去推断出气溶胶的各种特性。
这可不是随随便便就能做到的,得有专业的知识和技术才行呢!就好像你要找一个藏起来的宝贝,你得根据各种线索一点点去推断它可能在的地方。
这星地协同观测气溶胶反演方法也是这样,要从那些复杂的数据中找出气溶胶的秘密。
说起来简单,做起来可不容易呢!这需要科学家们花费大量的时间和精力去研究、去探索。
他们要处理海量的数据,要不断改进算法,就为了能让我们更清楚地了解气溶胶。
咱再打个比方,这就像是一场艰难的战斗,科学家们就是勇敢的战士,他们拿着数据和算法这些武器,去和那些看不见的气溶胶敌人战斗。
他们努力让我们的天空更干净,让我们的生活更美好。
你说这星地协同观测气溶胶反演方法是不是很神奇?它能让我们看到那些平时注意不到的东西,能帮助我们更好地保护环境,保护我们自己。
所以啊,我们可得好好感谢那些科学家们,是他们的努力让我们的世界变得更美好呀!这就是星地协同观测气溶胶反演方法,一个既神秘又重要的东西。
它就像是一把钥匙,能打开我们对大气奥秘的了解之门。
咱可得好好珍惜这把钥匙,让它为我们的生活带来更多的好处和便利呀!你说是不是呢?。
地球大气中的气溶胶和云微物理

地球大气中的气溶胶和云微物理地球的大气是一个极为复杂的系统,包括了气体、气溶胶和水汽等多种组成,这些组成物之间相互作用着。
其中,气溶胶和云微物理的研究一直备受关注。
气溶胶是指在空气中分散的,均匀悬浮的小颗粒状物质,包括了尘埃、冰晶、细菌、病毒、水滴等。
气溶胶的大小通常从几纳米到几十微米,其来源包括自然界和人类活动。
气溶胶能够吸收、散射和反射太阳辐射和地球辐射,对地球的能量平衡和气候变化有很大的影响。
它们还能作为云降水的凝结核,影响云的形成、结构及降水量。
最常见的气溶胶是大气中的硫酸盐和碳酸盐颗粒,它们是由火山喷发、海水喷溅和人类活动产生的化学反应等过程形成的。
此外,植物、土壤、动植物的代谢和运动,也会产生大量的气溶胶。
气溶胶的种类多样,对气候和环境的影响也各不相同。
例如,黑碳是一种特别的气溶胶,它是由不完整的燃烧过程释放的,对全球气候变暖起到了重要的作用。
同时,硫酸盐和碳酸盐等气溶胶对反照率有着显著的影响,它们能够散射太阳辐射,使地球表面温度降低。
相对于气溶胶,云微物理更加复杂和细致。
云是由水汽在大气中达到饱和时形成的,可以是薄雾或厚重的云层。
云具有散射、吸收和反射光线的能力,对太阳辐射和地球辐射的能量平衡起着很重要的调节作用。
在传统的云微物理研究中,人们通常关注云中的水滴大小、形态和数量等因素,而忽略了气溶胶对降水的影响。
然而,在近年来的研究中,人们逐渐意识到了气溶胶对云降水的影响。
一方面,气溶胶作为凝结核,能够增加云中水滴的数量,但同时也可能使得云中水滴变小,进而影响降水量。
另一方面,气溶胶能够影响云层的结构和稳定性,影响云的演化和降水的时空分布。
总之,气溶胶和云微物理的研究对于理解地球和生态环境的变化有着重要的意义。
通过对气溶胶和云微物理的深入理解,可以为预测气候变化、减轻环境污染和维护生态平衡提供重要的科学依据和技术支持。
气溶胶-云的相互作用
气溶胶-云的相互作用气溶胶-云的相互作用随着人类社会的不断发展,大气污染问题也受到了越来越多的关注。
其中,气溶胶就是大气污染的重要成分之一。
气溶胶是指由固体或液体微粒子悬浮在空气中形成的复杂混合物,它们对大气物理、化学和生物过程的影响都非常显著。
其中,气溶胶与云的相互作用尤其引人关注。
首先,气溶胶对云的形成和演化有重要影响。
在天气系统中,若有足够多的凝结核和云凝结物可用,通过气溶胶的作用,云的形成可以加速。
气溶胶还可以影响云的物理和化学性质,比如云的亮度、反射率和寿命等。
此外,气溶胶还可以影响云的垂直运动和云的降水效率。
因此,气溶胶与云之间的相互作用对天气系统的变化及其后果具有重要的影响。
其次,气溶胶对气候系统的变化也有重要的作用。
气溶胶的变化可以直接影响全球气候系统的辐射平衡。
气溶胶增加会导致大气遮蔽和反照,从而强化太阳辐射的反射和散射。
此外,气溶胶会影响云的形成和演化,从而产生间接影响。
这些变化会导致地球能量平衡的不稳定,最终影响气候系统的变化。
因此,气溶胶与云之间的相互作用也是气候系统的研究热点之一。
最后,气溶胶还对人体的健康产生影响。
气溶胶中的微粒子很小,可以被吸入肺部,从而影响呼吸系统的健康。
此外,气溶胶中还含有一些有害物质,如重金属和有机物等,对人体健康产生潜在风险。
综上所述,气溶胶和云之间的相互作用非常复杂和重要。
它们对大气物理、化学和生物过程的影响不仅在气象学和气候科学中具有重要意义,也在环保和人类健康等实际问题中具有重要作用。
因此,我们需要加强对气溶胶和云之间的相互作用机制的研究,进一步加强环保和保护人类健康的行动。
气溶胶卫星遥感的辐射传输方程
气溶胶卫星遥感的辐射传输方程1、概述气溶胶是大气中的颗粒物质,对大气光学特性和气候变化有着重要的影响。
对于气溶胶的监测和遥感研究成为了大气科学领域中的一个热门话题。
在现代卫星遥感技术的支持下,气溶胶的遥感研究迎来了一个全新的发展阶段。
本文将重点介绍气溶胶卫星遥感的辐射传输方程。
2、气溶胶的光学特性气溶胶颗粒对太阳光的散射和吸收是其光学特性的重要表现。
光学特性决定了气溶胶颗粒对光的影响程度,进而影响了遥感观测的准确性和精度。
了解气溶胶的光学特性对于遥感研究至关重要。
3、辐射传输方程辐射传输方程描述了光在大气和气溶胶中传播的规律。
它是理解气溶胶遥感的基础,也是研究气溶胶影响的重要工具。
辐射传输方程的基本形式包括辐射传输方程、辐射传输方程、辐射传输方程和辐射传输方程。
在对气溶胶进行遥感观测时,需要根据具体的情况选择合适的辐射传输方程进行分析和计算,以获得准确的遥感结果。
4、气溶胶卫星遥感气溶胶卫星遥感是利用卫星载荷对地面上的气溶胶分布进行遥感观测的一种技术手段。
通过对大气中光谱的遥感观测,可以获取气溶胶的光学厚度、粒径分布、组成成分等信息,为大气和气候研究提供了重要的数据支持。
气溶胶卫星遥感在监测大气污染、预测天气变化、研究气候变化等方面具有重要的意义,受到了广泛关注和应用。
5、结论气溶胶卫星遥感的辐射传输方程是气溶胶遥感研究的重要基础,对于理解气溶胶在大气中的分布和变化规律具有重要意义。
通过深入研究和探讨气溶胶的光学特性和辐射传输方程,能够更好地促进气溶胶遥感技术的发展和应用,为大气环境保护和气候变化研究提供有力支持。
在气溶胶卫星遥感的发展过程中,我们需要不断完善和改进辐射传输方程的理论和方法,加强对气溶胶光学特性的研究和观测,提高遥感观测数据的准确性和可靠性,促进气溶胶遥感技术的广泛应用和推广,为人类社会的可持续发展贡献力量。
参考资料:[1] 李海平, 刘路, 肖志恒. 气溶胶遥感大气辐射传输研究资料(xxx[2] 唐祥麟, 罗钟發. 大氣环境科学(xxx[3] 刘培一, 戴世勇, 於根宏. 气溶胶光学特性及其应用(xxx、气溶胶光学特性的观测与研究气溶胶光学特性的观测和研究是气溶胶遥感技术的重要组成部分。
大气边界层中的气溶胶输运与沉降
大气边界层中的气溶胶输运与沉降大气边界层中的气溶胶是指由固体或液体颗粒物以及悬浮在大气中的微小颗粒物所组成的混合相。
气溶胶的成分和浓度对大气环境和气候变化具有重要影响。
气溶胶的输运和沉降是指气溶胶颗粒在大气中的迁移路径以及最终沉积到地表的过程。
了解气溶胶的输运与沉降有助于我们更好地理解大气环境,并为气溶胶的监测和控制提供基础。
气溶胶的输运主要受到风场和大气动力学过程的影响。
风场可将气溶胶输送到不同地区,从而引起污染扩散和区域间的传输。
在平流层中,气溶胶主要受到大尺度环流的控制,如副热带高压和季风环流等。
大尺度环流的变化会导致气溶胶在不同季节和地区的分布和浓度发生变化。
在对流层中,气溶胶的输送主要受到垂直风速和对流过程的影响。
垂直风速决定了气溶胶的上升和下沉速度,以及气溶胶在大气中的垂直分布。
对流过程则会将气溶胶颗粒带至不同高度,并影响气溶胶与云和降水的相互作用。
在大气中,气溶胶颗粒往往与云滴和降水一起形成,并通过降落到地表来进行沉降。
云滴的生成和降水过程对气溶胶的输运和沉降起着重要作用。
云滴的形成需要有云凝结核,而气溶胶中的颗粒物就是云凝结核的主要来源。
当空气中的饱和水汽含量超过饱和水汽压时,水蒸气会凝结在气溶胶表面形成微小水滴。
随着水滴的增长,云滴形成并最终形成降水。
气溶胶颗粒在云滴和降水过程中的作用使得气溶胶的输运受到限制,并最终通过降落到地表进行沉降。
气溶胶的输运与沉降过程对大气环境和人类健康具有重要影响。
首先,气溶胶的输运和沉降过程会影响大气能见度。
高浓度的气溶胶会导致大气中悬浮物颗粒增多,从而降低能见度,影响交通和城市景观。
其次,气溶胶的输运和沉降也对气候变化起着重要作用。
气溶胶的反照率和吸收率会改变大气的辐射平衡,从而影响地球辐射收支和气候变化。
此外,气溶胶中的有害成分对人类健康也具有潜在的危害。
细颗粒物和可吸入颗粒物被认为是空气污染的主要成分,慢性接触这些颗粒物可能导致呼吸系统疾病和心血管疾病。
卫星气象学章考试题带答案完整版
卫星气象学章考试题带答案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】卫星气象学1-4章考试题一、填空题。
每空1分,共45分。
1、卫星气象学是指如何利用(气象卫星探测)各种气象要素,并将(卫星探测)到的资料如何用于大气科学的一门学科。
2、利用气象卫星对大气进行遥感探测称作(气象卫星遥感),亦称(卫星大气遥感)。
3、卫星气象学主要研究(60KM )以下大气中各气象要素的获取和应用。
4、遥感按工作方式可以分为(主动遥感)和(被动遥感)。
5、(暴雨)和(强雷暴)是灾害性危险天气系统,对人们的生命财产常造成严重损失。
6、卫星作为一个(天体),它要受到其他天体的(引力)的作用。
7、对于第一定律,圆锥截线表示为θcos 112e e a r +-=,θ是矢经与半长轴之间的夹角,称(真近点角)。
8、由于卫星运动和地球的自转,星下点在地球表面形成一条连续的运动轨迹,这一轨迹称为(星下点轨迹)。
9、由于卫星绕地球公转的同时,地球不停地自西向东旋转,所以当卫星绕地球转一周后,地球相对卫星转过的度数称之为(截距)。
10、当卫星倾角为90°时,卫星通过南北两极,这种轨迹称之(极地轨道)。
11、地面的(散射辐照度)为分子散射、气溶胶粒子散射和地面与大气之间多次散射之和。
12、表示卫星探测分辨率的参数有三个,分别为:(空间分辨率)、(灰度分辨率)和(时间分辨率)。
13、卫星云图的增强处理是对灰度或辐射值进行处理,通过(灰度变化),将人眼不能发现的目标物细微结构清楚的表现出来。
14、从卫星到观测地表面积之间构成的空间立体角称作(瞬时视场)。
15、(等效噪声温度差)是指目标物温度的改变而引起投射到探测器的辐射功率的改变正好等于等效噪声功率时的温度差。
16、光学系统的作用是手机目标物发出的(辐射能),并将其传给探测器。
17、由于云和气溶胶(特别是火山灰)对太阳辐射的强散射作用,导致到达地面的太阳辐射能减少,称为(阳伞效应或反射效应).18、当太阳光从水面单向反射至卫星仪器内,则其在卫星云图上表现一片色调较浅的明亮区域,这区域称做(太阳耀斑区)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Aura卫星主要在 “大气化学”领域 有广泛的应用。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
上图(汪会等,2011)是利用CloudSat/CALIPSO分析的亚 洲季风区和青藏高原地区月平均云量的垂直分布图,从上图 可以看出印度季风区(IMR)表现出夏季云多,冬季云少的 特征,且夏季云的峰值高度在15km左右。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
上图(李积明等,2009)利用CALIPSO资料分析了东亚地区不 同区域在不同季节的云层高度,上图是单层云的云层高度,从上 图可以分析出,除了西北地区,其他区域均夏季的云层高度高于 其他季节,其中,华南地区最为显著。
汇报提纲
1. 云、气溶胶研究意义
2. A-Train卫星编队的简介
3. A-Train卫星资料的具体应用 4. 各卫星资料的对比
5. 总结
CloudSat
CloudSat卫星上搭载的是毫米波测云雷达(CPR),该 雷达是94-GHz的毫米波雷达,该星载雷达能给出云的垂 直结构,能透过较厚的云层,定量估计产生降水云的百 分比,估算云中冰云、水云的含量等。 CALIPSO卫星上搭载的是具有正交偏振探测能力的 云-气溶胶激光雷达CALIOP,其为双波段(532nm和 1064nm),能给出包括气溶胶层、较薄云层的云顶 、云底的信息等。 ISCCP即国际卫星云气候学计划,其是由4颗地球同步卫 星和至少1颗太阳同步极轨卫星获取的辐射测量值,经过 云识别、辐射分析、统计分析处理后得到云的时空分布 。能给出大范围的云的综合信息,比如云量、云顶气压 、温度等。
ISCCP
优点:ISCCP为研究长期的局地地区和全球尺度不同类型 云特征的研究大都是使用其标准云型资料,目前的ISCCP 资料已有将近30年,能给出云的整层宏观特征,对云在气 候变化中的响应能做出一定的解释。 缺点:利用被动卫星观测资料进行云分类的一个主要局限 是缺少云垂直厚度的详细信息,利用ISCCP云型数据难以 得到各类云的云边界、厚度等宏观结构信息。
米,水平分辨率333米,由于CALIOP对薄云和纤细的云顶很敏感, 其特别适合卷云的研究,且对气溶胶的观测也是比较细致的。 缺点:CALIOP很难透过较厚的云层观测到云内部结构的完整信息, 对低云的观测非常有限,且观测的结果也较差,由于观测时间有限, 对于卷云、气溶胶的年际变化目前还不能给出结论。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
• 平台包括2002 年3 月17 日发射的 “重力恢复与气候实验”(
GRACE) 卫星、2006年一箭双星发射的 云卫星 ( CloudSat ) 和 (CALIPSO)、2011年发射的水瓶座(Aquarius)卫星。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
CALIPSO
ISCCP
以上3种云卫星资料目前应用是比较广泛的,其他地基、机载等观 测资料在云、气溶胶研究领域也有一定的应用,下面我们主要分析这 3种卫星资料的优缺点
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
CloudSat
优点:由于其搭载的是94-GHz的毫米波雷达,侧重于探测光学厚
结合3种卫星资料的优缺点,尽 量扬长辟短的去使用,目前的 办法是联合使用多种观测资料。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
CloudSat上载有毫米波测云雷达(CPR),该星载雷达能够从 云顶观测到云的垂直结构,从而有助于解释云的形成、发展, 以及云对天气、气候的影响等一系列问题,而CALIOP能够探测 到低于云雷达探测阀值的微弱水汽凝结层,得到光学厚度较薄 的冰云顶高,因此,由CloudSat和CALIPSO联合观测得到的云 垂直结构信息是地面观测和被动卫星观测等其他任何观测手段 都难以获取的。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
汇报提纲
1. 云、气溶胶研究意义
2. A-Train卫星编队的简介
3. A-Train卫星资料的具体应用 4. 各卫星资料的对比
5. 总结
在云、气溶胶研究领域,用的较多的CloudSat和 CALIPSO卫星,目前国内外已有多名学者利用提供 的资料对云、气溶胶做了深入的研究。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
黄建平教授等人(2007)利用Calipso观测青藏地区沙尘气溶胶, 发现Calipso观测到的沙尘暴发生次数大于地基观测,这主要是因 为青藏地区地基站较少。青藏高原地区的沙尘气溶胶特性可用退 偏比和色比来表征,利用Calipso的观测数据定量分析了该地区的 沙尘气溶胶退偏比和色比。上图是一次典型的夏季沙尘暴垂直分 布的例子。
A-Train卫星编队及其在云、气溶 胶研究领域的应用
汇报提纲
1. 云、气溶胶研究意义
2. A-Train卫星编队的简介
3. A-Train卫星资料的总结
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
主要气象灾害分布图
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
2.4 协同观测
A-Train 编队传感器协同观测, 是指在编队中不同卫星或同一卫星 上不同传感器在近似相同的时间内对相同区域进行观测。
2.3 卫星编队
A-Train 是一个多功能的地球科学使命平台,由4 颗NASA 使命 卫星、1 颗法国CNES 使命卫星和1 颗NASA/ CNES 联合使命卫 星组成,卫星轨道相对赤道高度705km, 与赤道交错时间大约在 当地时( MLT ) 下午的1:30, 因此又称为“下午星”。每颗卫星 都有自己的具体科学目的,卫星使命可增进对地球气候的理解 。 A-Train 卫星经仔细编队后, 可进行一致性观测, 这种协同观测 可提高测量结果的质量和精度, 也即是说, 采用不同卫星上两或 两个以上的传感器在近似相同的时间内对感兴趣的具体区域进 行调查研究, 可增强测量结果的准确性。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
Lorraine A.Remer(et.al,)利用 MODIS Level 2资料整合得到的 五年的1°×1°的格点产品,平 均气溶胶光学厚度在不同季节的 全球分布图。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
云、气溶胶的主要气候效应
大气系统的 辐射传输
云的主要作用
影响
云的微物理 过程
大气环流及地 气系统的能量 收支和水循环
直接辐射强迫
气溶胶的主要气候作用
间接气候效应
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
从最近一次IPCC报告中云、气溶胶对辐 射强迫的影响,可以看出,云、气溶胶都 是负强迫,且预估的可信度最低,模拟难 度较大
PARASOL卫星称 为“通过激光雷达 观测大气科学的反 射率极化和各向异 性”卫星,虽然其 使命也是观测云、 气溶胶,但是目前 的研究很少。 Aqua卫星也称为 “水卫星”,目前 主要在数值天气预 报,海冰监测,气 候预测上有应用。
主要分析国内外学者 利用CloudSat和 CALIPSO在云、气溶 胶研究方面的一些成 果
度较厚的大尺度粒子组成的云层,能切开较厚的云层,探测到云内 部的信息,同时可以产生云中的液态水和冰水含量的垂直廓线。 缺点:对上层的薄云的观测不够细致,并且难以给出气溶胶分布的 信息,目前得到的CloudSat资料从2006年以后,对云在气候变化 中的具体响应还难以做出判断。
CALIPSO
优点:CALIOP是一部双波长灵敏的偏振激光雷达,垂直分辨率30
•
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
2.2.2 ESSP计划
•
ESSP 计划是ESE 专门解决地球科学研究中卫星需求的项目。该计划
研制并发射一系列低成本小型遥感卫星, 以支持与地球科学相关的大气、 海洋、陆地、极地冰雪和固体地球等多项科学研究的卫星平台。
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
我国气象 灾害频发
引发
云、气溶胶在模式中的模拟较差
提高气候模式 预报的紧迫性
提高模式需要进一步对云、气溶胶的研究
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University
上图(王帅辉等,2010)是基于CloudSat资料的中国及周边地区夏季和冬季 的平均云厚度的分布,可以看出,在10°-30º 之间,云平均厚夏季大于 N 冬季,尤其是孟加拉湾相差较大,最大相差超过5km,这是由于该纬度带受 到亚洲季风系统的影响造成的。
NASA地球科学事业(ESE)
地球观测系统使命 (EOS)
地球系统科学探路者使 命(ESSP)
轨道列车( A-T rain) 计划集中了主要的EOS 和ESSP 使命, 由两颗EOS 卫星、三 颗ESSP 卫星和一颗法国国家空间中心(CNES)卫星组成, 以相互靠近的方式编队飞 行。该编队经仔细设计和控制, 支持不同卫星传感器间的协同, 进行组合观测, 获取 较单颗卫星观测更多的地球状态信息。