星基和地基大气成分遥感及应用研究

摘要

大气成分，主要是气溶胶、温室气体和化学反应性气体，在环境和气候研究、国家安全和国际政治中拥有非常重要的意义。大气成分如：碳、氮、硫化物等足研究全球碳、氮、硫循环的重要组成部分，同时，大气成分还通过影响太阳短波辐射和地球长波辐射，或者通过发生在边界层、对流层和平流层的各种均相和非均相化学反应、气-粒转化过程，带来非常复杂的气候和环境问题，例如众所周知的温室效应、酸雨、臭氧层破坏、大气污染等。了解大气成分的时空分布及其变化规律同天气预报、气候和气候变化等领域的研究和业务密切相关，因此大气化学是中国气象局近年来重点拓展的研究领域，同时也是中国气象局近年大力发展的一项主要业务。卫星观测是综合观测体系的重要组成部分，是支撑气象业务发展的主要观测和信息获取平台。利用卫星遥感手段监测全球尺度大气成分的变化是国际上正在大力发展的一个方向，自上世纪九十年代之后，涉及卫星大气化学观测的计划就超过20项之多。例如，目前欧洲卫星Envisat、美国卫星Aura均是专门从事大气化学遥感的卫星平台，通过星上搭载的多种高光谱分辨率大气成分探测仪的观测，已可以获取全球大气主要成分的时空分布情况，进一步通过资料同化技术及耦合的大气化学模式、输送模式和区域气候模式，还可以对重点关心区域进行空气质量监测和预报方而的应用。