Page 231 - 《高原气象》2021年第5期

高 原 气 象 40 卷
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断 的第一、第二边界层高度所在的影响高度为 空变化具有较好的一致性。局地波谱宽度 LSW 来
4. 45 km、3. 95 km（对应的几何高度为 2. 32 km、 自 CDAAC 1b 级数据产品的最新版本中的一个新
BA
1. 52 km），PBL1 、PBL2 对应弯角极值达-115 变量，可以衡量掩星观测误差。它在 atmPrf 文件
BA
-1
mrad·km 、-41mrad·km ［图 1（a）］。 Chan and 中被命名为‘Bend_ang_stdv’。本文章的 LSW 采用
-1
Wood（2013）使用 COSMIC 资料得到海洋边界层全 与 Liu et al（2018）相同的定义方式，除以了对应高
球分布，与 Engeln and Teixeira（2013）使用 ECMWF 度的弯角。LSW/ɑ 仍然可以衡量掩星观测误差，取
资料得到的分布相似，均表现为由赤道向南北两 值 范 围 0%~100%，后 文 用 LSW（单 位 ：%）代 指
极逐渐减小。主要与赤道接受较多的太阳辐射， LSW/α。图 1（b）中边界层高度附近对应较大的
垂直对流发展旺盛有关。Ho et al（2014）对比发现 LSW，影响高度超过 5 km 时，LSW 较小且随影响
COSMIC 掩 星 观 测 与 相 匹 配 的 星 载 激 光 雷 达 高度增加几乎无变化。后文将进一步讨论掩星数
CALIOP 以及无线电探空观测的的海洋边界层时 据梯度与 LSW 的关系。

图1 COSMIC掩星资料绘制的弯角、弯角梯度（a）和弯角、LSW（b）廓线图
Fig. 1 The profiles of bending angle and gradient of bending angle（a），bending angle and LSW（b）from COSMIC RO

3 结果分析

3. 1 掩星观测误差与折射率垂直梯度的关系
选取 2009 年 8 月的掩星数据，将 LSW 随影响
高度和纬度分布划分为 1°×0. 1 km 网格单元，计算
每个网格内 LSW 的均值（图 2）。与 Liu et al（2018）
图 3 反映的信息一致，热带地区水汽充沛，平均
LSW 明显大于中高纬度地区，LSW 随高度增加有
减小趋势。热带地区低层个别廓线最大 LSW 可以
达到 97%（图 2 中求均值后未显示出），热带地区高
层以及中高纬度平均 LSW 通常小于 5%。LSW 大
值 区 反 映 该 区 域 的 COSMIC 掩 星 的 不 确 定 性
图2 2009年8月COSMIC掩星资料LSW随影响高度及
较大。 纬度分布
图 3将 2007年 1月 1日至 2014年 4月 30日掩星 空白处表示数据缺省
廓线的 LSW 随纬度分布划分为 2. 0%×4. 5°网格单 Fig. 2 Distribution of LSW of COSMIC occultation data in
N
N
元，并计算每个网格内 PBL1 和 PBL2 处样本数 August 2009 with impact height and latitude. Blank
［图 3（a），（d）］、均值［图 3（b），（e）］和标准差［图 3 indicates data default