基于卫星微波探测资料的青藏高原温度变化趋势研究

论文摘要

本文首先利用1982-2016年的MSU/AMSU-A亮温资料,分析了青藏高原地区对流层上层温度的气候趋势及其演变特征,并利用ERA-Interim和NCEP-R2再分析资料的相应高度大气温度资料进行了对比分析。结果表明,青藏高原地区对流层高层亮温序列总体表现为逐渐增暖的趋势,这与再分析资料的对应层次大气温度变化有很好的相似性。基于集合经验模式分解方法（EEMD）的非线性趋势分析表明,青藏高原地区对流层上层增温首先出现在青藏高原中部,随着时间演变,增温现象逐渐向青藏高原四周扩散,最后在整个地区都出现了一致增温现象。相比于NCEP-R2再分析资料而言,ERA-Interim再分析资料300 hPa大气温度的演变趋势与观测亮温有很好的相似性,而NCEP-R2再分析资料的300 hPa高度大气温度在前20年表现为明显的降温特征,在最近10年才出现了增温现象,与以上两种资料存在较大差异。为了进一步探讨亮温资料中区域增温中心的形成原因,论文利用AMSU-A多通道资料分析增温趋势的垂直演变特征。为了避免星间偏差的影响,采用了生命史最长的NOAA-15单个卫星的AMSU-A资料。在轨道漂移订正的基础上,本文探讨了AMSU-A不同通道亮温的气候趋势演变特征,结果表明:高原地表存在两个显著的升温中心,在垂直方向上由地面增温逐渐影响高空大气温度。NCEP-R2再分析资料在青藏高原地区主要是地面增温为主,这与卫星资料具有高度的一致性;而ERA-Interim再分析资料在高原区域升温大值区集中在300 hPa高度上下,存在明显的差异。所以,在同一高度上,ERA-Interim再分析资料更具有适用性和参考性,而从垂直方向上来看,NCEP-R2再分析资料更具普遍性和准确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 基于青藏高原常规观测和再分析资料的温度气候变化
•     1.2.2 基于卫星资料的温度气候趋势研究
•   1.3 论文的主要结构
• 第二章 资料与方法
•   2.1 MSU/AMSU-A微波温度计资料
•   2.2 NOAA-15（AMSU-A）亮温资料
•   2.3 两种再分析资料和探空资料
•   2.4 集合经验模式分解（EEMD）
• 第三章 MSU/AMSU-A亮温资料揭示的青藏高原对流层高层温度气候趋势
•   3.1 高原地区高空大气温度变化趋势
•     3.1.1 MSU/AMSU-A观测资料的季节演变特征
•     3.1.2 高原地区线性趋势
•     3.1.3 MSU/AMSU-A的EEMD各个模态及其谱分析
•     3.1.4 高原地区非线性趋势及其与线性趋势的对比
•   3.2 MSU/AMSU-A亮温序列对流层上层的非线性趋势的演变特征
•   3.3 NCEP-R2再分析资料和ERA-Interim再分析资料对流层上层非线性趋势
•     3.3.1 ERA-Interim再分析资料 300hPa大气层的非线性趋势演变
•     3.3.2 NCEP-R2再分析资料 300hPa大气层的非线性趋势演变
• 第四章 NOAA-15 卫星AMSU-A资料的轨道漂移订正
•   4.1 NOAA-15（AMSU-A）卫星资料
•     4.1.1 NOAA-15（AMSU-A）卫星资料
•     4.1.2 轨道漂移现象
•   4.2 星间偏差订正
•     4.2.1 双重差分的星间偏差订正方法
•     4.2.2 青藏高原地区星间偏差订正
•   4.3 青藏高原地区亮温的日变化特征
•     4.3.1 高原地区亮温日变化的拟合方法
•     4.3.2 青藏高原地区亮温日变化特征简单分析
•   4.4 轨道漂移订正
•     4.4.1 轨道漂移订正方法
•     4.4.2 轨道漂移订正对青藏高原上多种卫星资料的影响
• 第五章 轨道漂移订正对青藏高原温度气候趋势的影响
•   5.1 NOAA-15 的亮温序列轨道漂移订正
•     5.1.1 青藏高原区域亮温序列订正前后对比
•     5.1.2 不同参考时间对轨道漂移订正效果的影响
•   5.2 NOAA-15 的青藏高原亮温序列轨道漂移订正对趋势的影响
•     5.2.1 轨道漂移订正对高原地区线性趋势的影响
•     5.2.2 轨道漂移订正对高原地区非线性趋势的影响
•     5.2.3 高原地区非线性趋势及其与线性趋势的对比
•   5.3 高原地区NOAA-15（AMSU-A）亮温序列的演变特征
•     5.3.1 轨道漂移订正前后的非线性空间分布特征
•     5.3.2 高原地区非线性趋势订正后的时空演变
• 第六章 青藏高原各高度层的气温趋势变化
•   6.1 高原地区再分析资料不同高度大气温度的非线性趋势
•     6.1.1 ERA-Interim再分析资料在青藏高原垂直高度上的非线性趋势
•     6.1.2 NCEP-R2再分析资料在青藏高原垂直高度上的非线性趋势
•   6.2 NOAA-15（AMSU-A）亮温序列的各个通道的非线性趋势
•     6.2.1 NOAA-15 亮温序列非线性趋势垂直方向上的时空演变
•     6.2.2 非线性趋势纬向剖面的时空演变
•     6.2.3 非线性趋势经向剖面的时空演变
•   6.3 青藏高原大气温度的非线性趋势探讨
•     6.3.1 高原垂直方向上各高度场温度气候的相互影响
•     6.3.2 高原在水平方向上长期非线性趋势的时空演变
• 第七章 结论与展望
•   7.1 本文的主要结论
•   7.2 论文创新点
•   7.3 存在问题和下一步工作计划
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 明绍慧

导师: 秦正坤

关键词: 青藏高原,微波观测,对流层上层,非线性趋势,垂直方向

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 南京信息工程大学

分类号: P423.3;P407.7

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000420

总页数: 76

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