[科普中国]-水汽廓线

梗概产生的原因

水汽方面的研究一直是大气科学中至关重要的 环节之一。水汽是一种重要的温室气体, 在大气辐射平衡中起着非常重要的作用。1水汽在时间空间 上的变化非常显著, 在天气预报和气候研究中都有重要价值, 2对水汽含量的探测是人工影响天气的重要工作之一。

水汽垂直分布问题是水汽研究中的重要内容。而水汽廓线的参数化方案能够简化计算和问题, 因此 有非常重要的应用价值。3

此外, 水汽是大气化学中重要的反应气体, 影响着气溶胶吸湿增长过程以及各种气体在气相、液相中的分布和之后的沉降行为, 水汽的垂直分布影响着气溶胶垂直的吸湿特性和气体的垂直分布。

测量方法测量水汽现有两种方法 1探空观测 2.GPS测量.

1992 年, Bevis 等[18–19]提出利用 GPS 测量水汽 的新方法, 通过 GPS 的湿延迟反演水汽总量。测量 技术经过多年发展已经比较成熟, 其数据的时间分 辨率和精度都非常高4, 受天气状况和人为因素 的影响比较小。

因为探空观测对于水汽的垂直测量虽然精确, 但是每次释放探空的过程会受到当时天气状况、仪 器状况和人为操作等不确定因素的影响, 所以用GPS 数据和探空数据做比对是必要的, 可以估计探 空的效果, 确认探空数据的可信度。

最终利用下面公式计算探空的水汽总量。

选取探空整点时刻前后半小时的 GPS数据进行平均, 得 到 GPS 整点时刻的水汽总量:

g 为重量加速度, psurf为地面气压, ptop为探空最大高 度气压, q 为比湿。