ISSN 1004-4965

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MSU/AMSU微波亮温用于海洋高空大气温度气候变化研究的适用性探讨

柏颖 张祖强 邵勰

柏颖, 张祖强, 邵勰. MSU/AMSU微波亮温用于海洋高空大气温度气候变化研究的适用性探讨[J]. 热带气象学报, 2017, 33(2): 221-230. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.02.008
引用本文: 柏颖, 张祖强, 邵勰. MSU/AMSU微波亮温用于海洋高空大气温度气候变化研究的适用性探讨[J]. 热带气象学报, 2017, 33(2): 221-230. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.02.008
Ying BAI, Zu-qiang ZHANG, Xie SHAO. Evaluation of the Applicability of MSU/AMSU Data to the Monitoring of Temperature Climate Changes in the Upper Air Over the Tropical Ocean[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(2): 221-230. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.02.008
Citation: Ying BAI, Zu-qiang ZHANG, Xie SHAO. Evaluation of the Applicability of MSU/AMSU Data to the Monitoring of Temperature Climate Changes in the Upper Air Over the Tropical Ocean[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(2): 221-230. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.02.008

MSU/AMSU微波亮温用于海洋高空大气温度气候变化研究的适用性探讨

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.02.008
基金项目: 

国家重点基础研究发展计划(973计划) 973-2010CB951601

国家重大科学研究计划 2012CB955901

公益性行业专项 GYHY201406018

详细信息
    通讯作者:

    柏颖,女,江苏省人,在读硕士研究生,研究方向:热带海气相互作用。E-mail:baiying0910@163.com

  • 中图分类号: P413

Evaluation of the Applicability of MSU/AMSU Data to the Monitoring of Temperature Climate Changes in the Upper Air Over the Tropical Ocean

  • 摘要: 利用美国大气海洋局卫星应用和研究实验室 (The Center for Satellite Applications and Research,STAR) 提供的MSU/AMSU卫星微波亮温资料V3.0版本,结合三套再分析资料数据集,通过对海洋上空不同高度、不同区域及不同季节的适用性分析,来探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域高空大气的温度变化特征,并通过合成分析揭示亮温资料与海洋的响应关系,从而探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域上的适用性和科学性。结果表明:(1)MSU/AMSU亮温资料在30 °E~70 °W,15 °S~15 °N范围的热带海洋区域适用性较好;(2)热带海洋区域对流层上层和中层大气均呈增温趋势,变化速率分别为0.045 K/(10 a) 和0.107 K/(10 a),增温突变现象出现在1980年代末—1990年代初,平流层低层大气呈降温趋势,变化速率为-0.345 K/(10 a),降温突变现象出现在1990年代中期;(3)在热带海洋区域,高空大气温度的变化趋势具有较强的区域性特征,相对于中东太平洋而言,印度洋-西太平洋区域的增、降温趋势变化更显著。对流层的增温幅度随高度的升高而有所降低。平流层低层的降温趋势在季节内变化不大,而对流层则是秋、冬季的增温趋势要明显大于春、夏季,冬季的增温尤为明显;(4)MSU/AMSU亮温资料对热带海洋温度异常有很好的响应关系,能在弥补海洋区域观测资料稀缺的情况下,对海洋区域起着较好的监测作用。

     

  • 图  1  MSU/AMSU与NCEP1(左)、NCEP2(中)、ERA (右) 在全球范围 (0~360 °E,70 °S~70 °N) 的相关系数空间分布

    影区表示相关系数通过0.05的显著性水平,蓝线所包围的区域表示相关系数通过0.01的显著性水平的区域。
    从上到下依次对应为平流层低层 (TLS)、对流层上层 (TUT)、对流层中层 (TMT)。

    图  2  MSU/AMSU资料在热带海洋地区(30 °E~70 °W,15 °S~15 °N)的平流层低层(a、d)、对流层上层(b、e)和对流层中层(c、f)的年平均温度距平时间变化曲线(a、b、c)及对应温度曲线的M-K检验曲线(d、e、f)

    左图的黑色直线为线性趋势线;右图的黑色虚线为0.05的显著性水平检验线。

    图  3  MSU/AMSU与NCEP1、NCEP2、ERA在印度洋-西太平洋区域(左)和中东太平洋区域(右)不同高度层

    (a、d.平流层低层;b、e.对流层上层;c、f.对流层中层)的年平均温度距平时间变化(单位:K)及线性趋势值(单位:K/(10 a))

    图  4  MSU/AMSU与NCEP1、NCEP2和ERA在热带印度洋-西太平洋区域不同高度层四季的月平均温度距平的变化趋势

    单位:K/(10 a)。a.平流层低层;b.对流层上层;c.对流层中层。

    图  5  Niño事件期间MSU/AMSU亮温资料(a1、a2)、NCEP2资料(b1、b2)及NOAA海表面温度(c)的合成

    单位:K。a1、a2是对流层上层;b1、b2是对流层中层;c是海表面。

    图  6  图 5,但为La Niña事件期间的合成

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-20
  • 修回日期:  2016-11-28
  • 刊出日期:  2017-04-01

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