Page 232 - 《高原气象》2021年第5期

5 期 孟 恬等：GPS掩星观测误差和边界层高度的判别 1193
（c），（f）］。中高纬度地区单元格内廓线数可达 1. 0 km 时，对应的 LSW 明显小于低纬度。说明
2500根以上，低纬度和赤道地区单元格内的廓线不 LSW 与掩星事件发生纬度有关，低纬度边界层存
超过 200 根［图 3（a），（d）］。中高纬度地区廓线数 在更大的反演误差。从图 3（c）和图 3（f）中可以看
明显高于低纬度地区，这和 COSMIC低轨卫星轨道 出，在低纬度地区，LSW 较大时（35%），对应的
N
N
N
N
倾角较大（70°）有关。从 LSW 随 PBL1 、PBL2 和 PBL1 、PBL2 标准差可达到1. 0 km、0. 9 km，相对
纬度变化图［图 3（b），（e）］中可以看出，低纬度 于图 3（b）、图 3（e）中均值为 1. 0~1. 5 km 量级较大。
PBL1 、PBL2 高 度 超 过 3 km 时 ，对 应 较 小 的 中高纬度均值同样为 1. 0~1. 5 km，LSW 达到 35%
N
N
LSW，边界层高度为 0. 5~1. 0 km 时，对应 LSW 可 时，PBL1 、PBL2 标准差约为 0. 8 km，低于低纬度
N
N
N
达到 60%。中高纬度 PBL1 、PBL2 高度为 0. 5~ 地区。
N

图3 2007-2014年COSMIC掩星资料折射率确定的纬向边界层高度对应LSW分布
空白处表示数据缺省
Fig. 3 The zonal boundary layer height determined by the refractivity of COSMIC occultation data
in 2007-2014 corresponding to the LSW profile. Blank indicates data default

-1
图 4 与图 3 类似，在描绘 LSW 随纬度分布的基 8 N-unit·km ，相 比 于 均 值 -77. 5 N-unit·km 、
-1
N
-1
础上，按照每个单元格 PBL1 、PBL2 对应的折射 -67. 5 N-unit·km 量级较小，样本离散度小，均值
N
率垂直梯度的均值［图 4（a），（b）］、标准差［图 4 分布可靠性高。图 4（c）和图 4（d）中低纬度 LSW 较
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（c），（d）］划分颜色，样本数分布与［图 3（a），（b）］ 小（5%~10%）时标准差相对较大（15 N-unit·km 、
-1
N
相同。PBL1 、PBL2 折射率垂直梯度在低纬度分 11 N-unit·km ），对应图 3（a）、图 3（b）较少的样本
N
-1
-1
别 能 达 到 -80 N-unit·km 、-67. 5 N-unit·km 左 数（少于 50 根廓线），可能是导致其标准差偏大的
右 ，高 纬 度 仅 能 达 到 -60 N-unit·km 、-57. 5 原因。
-1
N-unit·km 左右。折射率垂直梯度与 LSW 随纬度 公式（5）依据是否包含 P 水汽压项可将折射率
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w
分布规律相似，均表现为低纬能达到更大数值。从 分为干项 N 和湿项 N ，各项对高度求导得到干项
wet
dry
N
图 4（c）、图 4（d）中可知，LSW 达到 40%时，PBL1 、 梯度（dN /dz）和湿项梯度（dN /dz）。图 4分析显示
wet
dry
-1
N
PBL2 对 应 的 梯 度 标 准 差 为 10 N-unit·km 、 PBL1 、PBL2 对应折射率梯度随纬度分布与 LSW
N
N