利用CALIPSO资料研究极地平流层云对卫星监测臭氧损耗精度的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41275035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0509.大气观测、遥感和探测技术与方法
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Polar stratospheric clouds(PSCs) play a very important role in polar ozone depletion, because heterogeous reactions, which sharply reduce the ozone amount in atmosphere,in particular, the content of chlorine and nitric compounds actively participating in the destruction of ozone, occur on their surfaces. PSCs also affect satellite-based ozone remote sensing, because these ozone retrieval algorithms now in operation consider effects of tropospheric clouds and aerosol but neglecting stratospheric clouds' effect. On the basis of measurements from ground-based instruments, balloon-borne ozonesondes,and simultaneous measurements of aerosol and ozone concentrations during aircraft flights in the Antarctic and Arctic regions, the appearance of PSCs are frequently associated with false ozone reduction derived from solar backscattered ultraviolet albedo data of satellite ozone monitoring instruments. In this project, we will study the effect of PSCs on the solar backscattered radiance measurements of satellite ozone remote sensing instruments, by combining radiative transfer calculations with the observed PSCs data from the CALIPSO (Cloud-Aerosol-Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations) satellite and ozone data from FY-3 SBUS/TOU (Backscatter Ultraviolet Sounder/ Total Ozone Unit) and Aura OMI (Ozone Monitoring Instrument). The radiative transfer calculations will be implemented with the SBURFCSS (Solar Backscattered Ultraviolet Radiance Forward Calculation Simulating System), which was developed by us during the development of the FY-3 ozone vertical profile and total ozone retrieval algorithms. The output of simulated radiance measuremnts from the SBURFCSS will be used as input to the OZPTOPGSS (Ozone Vertical Profile and Total Ozone Products Generating Simulation System) and ozone profiles and total ozone data are derived. The OZPTOPGSS was built by us in develping the FY-3 satellite ozone retrieval algorithms. Effects of PSCs on satellite-based ozone monitoring are evaluated by comparing the newly retrieved data with ozone surface observation data from these WOUDC (World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre) stations located at the Antarctic and Arctic regions. We will then establish a correcting method for satellite-based monitoring ozone depletion data, and give the actual ozone change data in polar regions based on these studies.
极地平流层云PSCs(Polar Stratospheric Clouds)为臭氧损耗非均相化学反应提供表面,在极地臭氧损耗中发挥重要作用。PSCs也对卫星臭氧遥感产生影响,但现有卫星臭氧反演算法只考虑了对流层云和气溶胶的影响。大量的地基与卫星同步观测表明,PSCs的存在往往导致卫星观测数据反演错误,从而使极地臭氧损耗监测数据偏离真实值。本项目利用CALIPSO PSCs实测资料,结合FY-3 SBUS/TOU以及Aura OMI观测数据,共同组成观测参数,输入建立的太阳紫外后向散射辐射传输正演仿真系统,计算PSCs对卫星载荷辐射观测值的影响;将正演仿真计算结果,输入建立的臭氧垂直廓线和臭氧总量产品生成仿真系统,开展反演计算,通过与极地地基台站臭氧观测资料比较,研究PSCs对卫星遥感臭氧产品精度的影响。在此基础上,建立PSCs覆盖区域卫星遥感臭氧产品订正方法,给出极地臭氧损耗真实变化数据。

结项摘要

项目的背景是针对每年春季北极臭氧损耗期间极地平流层云对卫星卫星臭氧遥感反演计算产生的影响,而现有卫星臭氧反演算法只考虑了对流层云和气溶胶的影响,对平流层云的影响作用无法进行评估的状况,本项目利用CALIPSO PSCs观测资料,应用风云三号卫星建立的太阳紫外后向散射辐射传输正演仿真系统和臭氧产品反演生成仿真系统,开展PSCs对卫星观测数据和反演结果的仿真计算,定量评估PSCs对卫星遥感臭氧产品精度的影响。还利用卫星遥感对北极地区大气臭氧变化、臭氧与大气相关关系等进行探讨。.利用2012年春季CALIPSO PSCs观测数据输入太阳紫外辐射正演仿真系统,通过正演仿真计算,表明PSCs的存在导致紫外通道波长在292nm以下的通道辐射值增强4-6%,波长在292nm以上的通道辐射值增强5-10%不等的水平。通过将正演仿真计算结果输入卫星臭氧反演仿真系统开展对比反演计算,结果表明,由于PSCs的存在对卫星辐射值的改变,导致臭氧总量反演结果产生4-6DU的差异。模拟反演计算还表明,PSCs对臭氧垂直廓线的影响主要在对流层顶以上的高度层,影响幅度在1-3DU不等的水平。该研究结果表明,极地平流层云PSCs的存在确实对基于紫外后向散射技术的卫星臭氧遥感精度产生影响。.利用卫星遥感资料监测2015年12月末的北极地表爆发性增温事件,12月29日北极点附近地区臭氧比12月平均值减少60DU,这些减少主要发生在400-5hPa的高层。表明每年北极冬季受北大西洋暖流等动力输送的影响,可以导致臭氧的急剧变化,并进一步影响东亚和北美等地冬季气候。.考察了北极地区大气臭氧与温度相关关系时空变化特征。平流层冬季和夏季大气温度与臭氧呈较强的正相关性,对流层春季和秋季大气温度与臭氧主要呈负相关性。北极臭氧与大气温度相关关系在不同季节存在显著的割裂性:在下平流层,冬季和夏季呈现正相关性,春季和秋季则在多数地区不相关,少数地区呈弱正相关或负相关性;在对流层,春季和秋季呈负相关性,冬季和夏季在超过1/3的地区呈现无关性,其它地区呈现弱负相关性。这与中低纬度地区存在根本性差别。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
华北地区对流层臭氧长期变化趋势及影响因子分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄富祥;夏学齐;曹静;徐晓斌
  • 通讯作者:
    徐晓斌
2015年12月末北极地表爆发性增温事件的卫星遥感监测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩爽爽;孙冷;张艳;惠雯
  • 通讯作者:
    惠雯
北太平洋上空臭氧总量长期变化趋势及其影响因素分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    地球物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩爽爽;黄富祥;陈希;夏学齐
  • 通讯作者:
    夏学齐

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其他文献

地外太阳紫外光谱测量
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2008年以来青藏高原春季大气温度逆转趋势及其与臭氧总量变化之间的可能联系
  • DOI:
    10.12006/j.issn.1673-1719.2019.061
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    夏学齐
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨昌军
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    王维和
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    地球物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘年庆;赵明现;黄富祥
  • 通讯作者:
    黄富祥

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黄富祥的其他基金

青藏高原卫星臭氧遥感产品精度定量评估
  • 批准号:
    41675031
  • 批准年份:
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  • 批准号:
    40975016
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  • 批准号:
    40775024
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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