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GOSAT/TANSO-FTS热红外二氧化碳产品（版本1）的算法更新及利用CONTRAIL测量数据对上对流层-下平流层二氧化碳数据的验证

DOI：10.5194/amt-9-2119-2016 期刊：Atmospheric Measurement Techniques 出版年份：2016 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 自发射以来，搭载于温室气体观测卫星（GOSAT）的热红外与近红外碳观测传感器（TANSO）傅里叶变换光谱仪（FTS）持续通过热红外（TIR）波段观测多个大气层的二氧化碳（CO?）浓度。本研究针对TANSO-FTS的TIR波段对CO?浓度最敏感的平流层下层与对流层上层（UTLS），将该仪器TIR版本1（V1）的CO?数据与航空器综合观测网（CONTRAIL）项目获取的CO?数据进行对比，以验证287至162 hPa气压层范围内TIR V1 UTLS CO?数据质量。我们首先利用CONTRAIL连续CO?测量设备（CME）获取的CO?廓线数据，评估考虑TIR CO?平均核函数对CO?浓度的影响，发现该影响在CME飞行高度层（约11公里）附近平均低于低纬度地区0.5 ppm、中高纬度地区1 ppm。通过东京-悉尼航线航班的对比显示：在南半球各季节，采用或不采用TIR CO?平均核函数的TIR高层大气CO?数据平均值与CONTRAIL CME CO?数据平均值差异均小于0.1%。八条航空路线的全面对比结果表明——北半球对流层上层区域，TIR与CME CO?数据在春季和夏季的吻合度劣于秋季和冬季；虽然秋冬季两者差异平均值保持在1 ppm以内，但春夏季北半球中低纬度地区的TIR CO?数据相对含平均核函数的CME CO?数据存在最高达2.4 ppm的负偏差；这种中纬度负偏差导致TIR CO?浓度最大值低于CME CO?浓度，进而造成CO?季节变化幅度的低估。
作者： Naoko Saitoh，Shuhei Kimoto，Ryo Sugimura，Ryoichi Imasu，Shuji Kawakami，Kei Shiomi，Akihiko Kuze，Toshinobu Machida，Yousuke Sawa，Hidekazu Matsueda
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过与"航空器环球温室气体综合观测网络(CONTRAIL)"项目获取的二氧化碳数据进行比对，验证温室气体观测卫星(GOSAT)搭载的热和近红外传感器用于碳观测(TANSO)中的傅里叶变换光谱仪(FTS)所获取的热红外(TIR)版本1(V1)数据中上层对流层与下层平流层(UTLS)二氧化碳数据的质量。

研究成果

该研究验证了GOSAT/TANSO-FTS TIR V1 UTLS二氧化碳数据的质量，显示其与南半球的CONTRAIL CME二氧化碳数据一致性良好，但在北半球（尤其是春夏季节）存在负偏差。这一偏差会影响二氧化碳季节变化幅度的估算。研究结果强调，在使用TIR V1 L2二氧化碳数据进行科学分析时，需考虑随季节和区域变化的偏差。

研究不足

该研究指出，在春季和夏季的北半球中低纬度地区，TIR二氧化碳数据相对于CONTRAIL CME二氧化碳数据存在负偏差，这可能导致对二氧化碳季节变化幅度的低估。TIR平流层下层二氧化碳数据的质量在很大程度上取决于信息含量，且仅在高纬度地区的夏季有效。

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