地基高分辨率傅里叶变换红外光谱反演环境大气中的CH4浓度变化

• 作者: 刘建国 刘文清 刘诚 孙友文 曾议 李昂 王薇 田园 胡仁志 谢品华
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 傅里叶变换光谱 光学测量技术 温室气体 甲烷
• 年，卷（期）: 2015,（7）
• 所属期刊栏目: 专题：表面低维结构的电子态调控
• 页码范围: 070704-1-070704-9
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.070704

摘要

CH4在大气中的浓度较低(～1.8 ppmv)且混合较为均匀,不同区域浓度差较小,其在大气中微量变化的精确观测对反演技术提出了很高要求.基于高分辨率(0.02 cm?1)傅里叶变换直射太阳光谱,研究一种高精度、大尺度的CH4浓度反演方法,高灵敏地观测CH4在大气强背景下的浓度变化.先利用先验参数实现测量光谱的准确建模,再采用非线性最小二乘光谱拟合和非线性逐次迭代相结合的方法反演CH4的垂直柱浓度(vertical column density, VCD),并以7885 cm?1 O2吸收窗口为参考,反演CH4的柱平均干空气混合比浓度(column-averaged dry air mixing ratios) XCH4. CH4 VCD和XCH4拟合误差均小于1%,且绝大多数XCH4反演值均位于Total Carbon Column Observing Network (TCCON)规定的<0.5%区间内.基于典型的日观测值,研究了CH4浓度的日变化规律, CH4 VCD随时间变化而减少, X CH4的日变化量小于0.02 ppmv.