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星載全球大氣波動(dòng)成像儀研究的綜述報(bào)告星載全球大氣波動(dòng)成像儀是一種用于觀測(cè)大氣波動(dòng)的儀器。它基于遙感技術(shù),可以實(shí)時(shí)無(wú)縫地獲取全球大氣的垂直風(fēng)云場(chǎng)等信息,為氣象預(yù)測(cè)、氣候研究、空氣污染監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供了重要數(shù)據(jù)支持。本文將就星載全球大氣波動(dòng)成像儀的研究現(xiàn)狀、技術(shù)原理、應(yīng)用前景等方面進(jìn)行綜述。一、研究現(xiàn)狀1.國(guó)際研究進(jìn)展美國(guó)NASA發(fā)射的CRISTA-SPASII衛(wèi)星是全球大氣波動(dòng)成像領(lǐng)域的先驅(qū)者之一。它搭載了德國(guó)開發(fā)的全球大氣波動(dòng)成像儀,利用大氣成分梯度和密度梯度探測(cè)了不同垂直高度層次的波動(dòng)特征。隨后,歐洲空間局的METOP衛(wèi)星、中國(guó)的FY-3衛(wèi)星、日本的GCOM-W和海洋衛(wèi)星等相繼發(fā)射了全球大氣波動(dòng)成像儀,推動(dòng)了該領(lǐng)域的快速發(fā)展。2.中國(guó)研究進(jìn)展中國(guó)在全球大氣波動(dòng)成像領(lǐng)域的研究也已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。2000年,中國(guó)第一顆稀釋對(duì)流層氣溶膠與太陽(yáng)輻射影響衛(wèi)星(SHIRE)搭載了由中科院大氣物理所研制的全球大氣波動(dòng)成像儀,成功獲取了全球大氣垂直風(fēng)云場(chǎng)等數(shù)據(jù)。隨后,中國(guó)發(fā)射的氣象衛(wèi)星FY-3A/B也搭載了全球大氣波動(dòng)成像儀,獲得了更加準(zhǔn)確的氣象信息。此外,中國(guó)還利用陸地和海洋站點(diǎn)的探測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)展了一套基于衛(wèi)星與陸地/海洋數(shù)據(jù)一體化的大氣波動(dòng)觀測(cè)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)。二、技術(shù)原理全球大氣波動(dòng)成像儀主要利用GPS衛(wèi)星的信號(hào)作為探測(cè)工具。它利用國(guó)際間分布在不同地區(qū)的GPS接收機(jī),通過對(duì)信號(hào)的接收、處理和分析,得出大氣在垂直方向上的密度分布和水平方向上的風(fēng)云場(chǎng)。該技術(shù)首先是美國(guó)MIT的Dixon等人提出的,后來被中國(guó)科學(xué)家應(yīng)用在FY-3衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)了全球大氣波動(dòng)成像。利用GPS探測(cè)大氣波動(dòng)與傳統(tǒng)探測(cè)方式的比較如下表所示:探測(cè)方式|定位精度|探測(cè)速度|探測(cè)范圍---|---|---|---氣球探測(cè)|米級(jí)|每小時(shí)20km左右|數(shù)百m飛機(jī)探測(cè)|米級(jí)|每小時(shí)300-800km|千米級(jí)衛(wèi)星探測(cè)|納米級(jí)|每小時(shí)7.9km(GPS)/47.6km(LEO)|全球范圍由此可見,全球大氣波動(dòng)成像儀的精度和范圍都比傳統(tǒng)探測(cè)方式更加優(yōu)勢(shì),具有廣闊的應(yīng)用前景。三、應(yīng)用前景全球大氣波動(dòng)成像儀的應(yīng)用前景主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:1.氣象預(yù)測(cè)全球大氣波動(dòng)成像儀可以提供連續(xù)實(shí)時(shí)的大氣風(fēng)云動(dòng)態(tài)信息,為自然災(zāi)害預(yù)報(bào)、區(qū)域氣象預(yù)報(bào)等提供數(shù)據(jù)支持。近年來,氣象部門將該技術(shù)應(yīng)用于氣候變化研究和天氣預(yù)報(bào)中,提高了預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。2.空氣污染監(jiān)測(cè)全球大氣波動(dòng)成像儀還可以提供空氣質(zhì)量數(shù)據(jù),對(duì)于空氣污染的監(jiān)測(cè)和預(yù)防具有重要意義。在中國(guó),該技術(shù)已被應(yīng)用于自然災(zāi)害預(yù)報(bào)和環(huán)保監(jiān)測(cè)中,如SARS疫情預(yù)警和北京市PM2.5監(jiān)測(cè)等。四、結(jié)論全球大氣波動(dòng)成像儀是一種有廣闊應(yīng)用前景的先進(jìn)氣象探測(cè)技術(shù),可以提供豐富、高精度的大氣動(dòng)態(tài)信息。目前,該技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際上和中國(guó)內(nèi)部得到了有效
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