基于星載激光雷達數(shù)據(jù)的海氣界面CO2傳輸速率反演.pdf

1、云-氣溶膠激光雷達和紅外探測者觀測衛(wèi)星(Cloud-Aerosol Lidar and InfraredPathfinder Satellite Observations,CALAPSO)其上攜帶有主動光學傳感器.雙波長偏振靈敏激光雷達CALIOP,可發(fā)射532nm、1064nm的激光脈沖,相對于微波雷達,其激光波長遠小于海表波浪波長,可探測到表征海面粗糙度的高分辨率全波數(shù)海表波浪均方斜率。同時在海氣交換物理機制上,相較于海面風速,海表

2、波浪與海氣界面CO2交換聯(lián)系更為直接。本文旨在探索將CALAPSO星載激光雷達數(shù)據(jù)應用于海氣界面CO2交換通量的研究,尤其是應用于反演海氣界面CO2傳輸速率。
　　本文在對CALIPSO激光雷達數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)篩選、提取海表信號的過程中,增加降水量非零的篩選條件,去除海面降水情況對海氣界面氣體交換的影響。利用2007年1、4、7、10月四個月夜間CALIPSO星載激光雷達Version3.01數(shù)據(jù),提取532 nm通道海表后向散射

3、信號計算海面波浪均方斜率。同時選用準同步AMSR-E海面風速數(shù)據(jù),利用Wanninkhof2009年提出的包含線性、平方、立方項的海面風速與氣體傳輸速率混合關(guān)系模型計算海水施密特數(shù)為660時的海氣界面氣體傳輸速率k660。通過回歸分析,得到由星載激光雷達數(shù)據(jù)反演氣體傳輸速率k660的分段指數(shù)關(guān)系模型,并將此關(guān)系模型的反演結(jié)果與利用四種典型k660-U10關(guān)系得到的氣體傳輸速率進行比較驗證,在海面中低風速條件下,該模型的反演結(jié)果與四種典型

4、模型具有較好的相關(guān)性。
　　海氣界面CO2交換通量等于海氣界面CO2傳輸速率、CO2在海水中的溶解度及海氣界面CO2分壓差的乘積,本文利用AMSR-E海表溫度數(shù)據(jù)、全球海洋資料圖集(World Ocean Atlas,WOA)海表鹽度數(shù)據(jù)計算CO2在海水中的溶解度,綜合大西洋海洋與氣候?qū)嶒炇?Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory,AOML)提供的2007年全球月平