【技术实现步骤摘要】
基于地基MAX-DOAS的大气水汽垂直分布及输送通量的测算方法
本专利技术涉及大气测算领域，具体地说涉及基于地基MAX-DOAS的大气水汽垂直分布及输送通量的测算方法。
技术介绍
水汽是一种温室气体，也是大气中唯一能发生相变的成分，是大气潜热径向运输的重要媒介，它在对流层参与许多化学反应，能同大气中的气溶胶、污染粒子以及其他气体发生作用，影响大气化学反应，在各种空间和时间尺度上测量大气水汽含量对天气预报、气候研究、大气化学以及地球辐射预算都至关重要[WagnerT,AndreaeMO,BeirleS,etal.MAX-DOASobservationsofthetotalatmosphericwatervapourcolumnandcomparisonwithindependentobservations,AtmosphericMeasurementTechniques,2013,6:131–149]。多轴差分吸收光谱技术(multi-axisdifferentialopticalabsorptionspect...
【技术保护点】
1.基于地基MAX-DOAS的大气水汽垂直分布及输送通量的测算方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)水汽垂直分布的测算/n1.1)利用地基MAX-DOAS技术，计算不同仰角下的O
【技术特征摘要】
1.基于地基MAX-DOAS的大气水汽垂直分布及输送通量的测算方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)水汽垂直分布的测算
1.1)利用地基MAX-DOAS技术，计算不同仰角下的O4的斜柱浓度和水汽的斜柱浓度将不同仰角下的O4的斜柱浓度和水汽的斜柱浓度分别扣除夫琅禾费线的干扰，获得不同仰角下的O4的差分斜柱浓度和水汽的差分斜柱浓度将每组测量循环中非90°仰角下的O4的差分斜柱浓度和水汽的差分斜柱浓度分别对应减去90°仰角下的O4的差分斜柱浓度和水汽的差分斜柱浓度，获得O4的对流层差分斜柱浓度和水汽的对流层差分斜柱浓度
1.2)计算不同仰角下的大气质量因子AMF，将每组测量循环中非90°仰角下的大气质量因子减去90°仰角下的大气质量因子，获得对流层大气质量因子ΔAMF，将水汽的对流层差分斜柱浓度除以对流层大气质量因子ΔAMF，获得水汽的垂直柱浓度
(2)水汽输送通量的测算
2.1)获取研究区域的纬向风廓线和径向风廓线，分别耦合研究区域的水汽浓度廓线，计算t时刻水汽浓度廓线垂直分辨率下各层高度的纬向水汽点输送通量和径向水汽点输送通量；然后将t时刻水汽浓度廓线垂直分辨率下每层高度的纬向水汽点输送通量和径向水汽点输送通量分别进行迭加求和，获得t时刻对流层整层的纬向水汽总点输送通量和径向水汽总点输送通量；
2.2)获取研究区域的垂直于纬向风的横跨距离s和垂直于径向风的横跨距离l，将t时刻对流层整层的纬向水汽总点输送通量乘以s，径向水汽总点输送通量乘以l，获得t时刻研究区域的纬向水汽总输送通量和径向水汽总输送通量。
2.根据权利要求1所述的基于地基MAX-DOAS的大气水汽垂直分布及输送通量的测算方法，其特征在于：步骤(1)还包括以下测算：
1.3)将O4的对流层差分斜柱浓度代入基于最优估算法的廓线反演算法中，迭代反演出气溶胶消光系数垂直廓线，然后将气溶胶消光系数垂直廓线和水汽的对流层差分斜柱浓度代入基于最优估算法的廓线反演算法中，迭代反演出水汽垂直分布廓线。
3.根据权利要求2所述的基于地基MAX-DOAS的大气水汽垂直分布及输送通量的测算方法，其特征在于：步骤1.3)中，最优估算法的价值函数表达式如式一所示，迭代过程式如式二所示：
式一中，x是状态向量，由N个元素组成；y是测量向量，由M个元素组成；F为将给定的气体廓线信息转换为ΔSCD值的前向模型函数，xa为先验状态向量，σε为测量误差，σa为先验状态误差，下标n表示N个元素中的第n个元素的，下标m表示M个元素中的第m个元素的；
式二中，T为转置矩阵，K为权重函数矩阵，γ为修正系数；Sε为测量误差协方差矩阵(M×M)，其对角线上的值为...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昂，任红梅，胡肇焜，谢品华，徐晋，黄业园，李晓梅，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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