利用卫星数据和地基遥感数据对比分析北极地区云液态水路径

摘要

本文基于CloudSat卫星云剖面雷达(Cloud Profile Radar:CPR)数据和瑞典Oden科研调查船携载的微波辐射计(Microwave Radiometer:MWR)获得的观测数据,对比分析了2008年8月至9月北极(70°N~82.7°N、10°W~15°E)地区的云液态水路径。根据45天的船观测资料和CloudSat卫星数据分析,共获得9天船舶观测与卫星观测时空匹配比较好的数据,其中有2天的观测时空基本对应(密切匹配)。由此数据分析得到的云液态水路径值的分布揭示了2008年8月5日和9月7日北极上空云覆盖状态。对比分析表明,由于云剖面雷达对小水滴粒子敏感度较低,利用CloudSat卫星数据获得的云液态水路径值(0-50 gm-2)比相应的Oden观测数据获得的云液态水路径平均值(40-70 gm-2)低。同时,该研究利用CloudSat卫星和美国拉斯维加斯Barrow站(71°19’23.73

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 研究背景与现状

1.2 研究内容

1.3 研究目的与意义

1.4 CloudSat卫星遥感探测云微物理量

1.4.1 CloudSat卫星概况及数据产品

1.4.2 CloudSat卫星遥感探测云理论

第二章 研究区域概况

2.1 北极的气候

2.2 北极云的分布

第三章 理论背景

3.1 云辐射传输理论和粒子散射理论

3.2 云的微物理参数和云的形成与分类

3.3 微波遥感和微波辐射在大气中的传导

第四章 数据资料分析及处理

4.1 CloudSat卫星数据

4.2 Oden船载微波辐射计遥感数据

4.3 其他数据应用

4.4 不同观测数据的配置关系(Create Collocations)

第五章 CloudSat卫星数据反演云液态水路径的算法

第六章 对比分析结果

6.1 利用CloudSat卫星和Oden船载微波辐射计(MWR)观测数据分析北极地区液态水路径

6.2 利用CloudSat卫星和Barrow站微波辐射计剖面仪(MWRP)观测数据分析北极地区液态水路径

6.3 利用MODIS数据和Oden船载微波辐射计(MWR)观测数据分析北极地区液态水路径

第七章 结论与展望

7.1 卫星数据和地基遥感数据对比结果

7.2 存在的问题和展望

参考文献

附录1 云微物理参数液态水路径反演过程程序编码

附录2 运用CloudSat和Oden数据对比分析北极地区液态水路径

附录3 运用CloudSat和ARM的Barrow站数据对比分析北极地区液态水路径

附录4 运用MODIS和Oden数据对比匹配数据对比分析液态水路径

附录5 CloudSat和Oden数据自相关函数(auto-correlation function ACF)

附录6 MODIS数据云图

附录7 Oden船载MMCR雷达反射率因子、多普勒速度和谱宽图

附录8 ASCOS项目Oden船在北极地区行驶路径和MWR观测的液态水路径的时间序列图

附录9 云的类型和CloudSat卫星数据反演的LWP值

致谢

个人简历

攻读硕士期间发表的学术论文