云对中国区域卫星观测臭氧总量精度影响的检验分析

摘要

根据卫星和地基观测, 比较了我国香河、昆明、瓦里关和龙凤山四个站点臭氧总量自1979年以来的变化.卫星与地基观测的臭氧总量长期趋势比较一致, 表明臭氧总量均有下降趋势, 但是卫星与地基各自观测的结果仍存在着显著的差别.为研究卫星与地基臭氧总量的差别, 以地基观测臭氧总量为参考, 检验云对历史TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) 和GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) 臭氧总量精度的影响.结果显示: 云 (云量或云顶高度) 增加了卫星臭氧总量误差, 降低数据精度.随着地面云量的增加, TOMS、 GOME臭氧总量相对误差在上述四个地点呈现明显的上升趋势 (瓦里关最为明显), 但最大变化幅度没有超过2.0%.TOMS臭氧总量相对误差随地面云量变化呈现区域性特点, 香河与龙凤山 (代表着中纬度高臭氧总量区域)、昆明与瓦里关 (代表中、低纬度高原低臭氧总量区域) 分别为两个变化特点接近的区域.GOME臭氧总量相对误差与云之间关系的区域特征不明显.利用卫星遥测FRESCO (Fast Retrieval Scheme for Clouds from the Oxygen A-band) 云信息检验GOME卫星臭氧总量精度的表明, 只有当云量大于5成后GOME臭氧总量才显示出相对误差增加的现象, 但无明显趋势; 随着FRESCO云顶高度的增加, GOME臭氧相对误差在香河、瓦里关均呈现明显的上升趋势并有3%左右幅度的变化.TOMS臭氧总量相对误差随着地面有效反射率的增加而增大, 且误差幅度超过2%; TOMS-N7臭氧总量比TOMS-EP约高2.0%～3.0%.分析还表明, 云内和云以下臭氧柱浓度在反演的卫星臭氧总量中的贡献很可能被高估了.