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

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。