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题名基于激光云高仪反演全天边界层高度的两步曲线拟合法
被引量：8
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作者
蔡嘉仪
苗世光
李炬
潘昱冰
权建农
程志刚
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机构
中国气象科学研究院
北京城市气象研究院
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出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期864-876,共13页
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基金
北京市自然科学基金项目(8194060)
国家自然科学基金项目(41805011)
+1 种基金
青年北京学者计划
国家重点研发计划(2016YFC0203302)。
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文摘
大气边界层高度是天气、气候、大气环境研究中的一个重要参数,目前尚缺少基于激光雷达探测系统反演全天边界层高度的有效方法。文中利用北京朝阳站、大兴站的激光云高仪数据,首先评估了梯度法、标准偏差法、曲线拟合法和小波协方差法反演边界层高度的适用性和局限性,发现梯度法容易受环境噪声的影响,曲线拟合法稳定性较好,但在夜间弱湍流条件下会将残留层高度误判为夜间边界层高度。提出两步曲线拟合法,将一天中边界层结构划分为白天的对流边界层、夜间的残留层和稳定边界层,通过用不同的理想曲线对其进行两步拟合,获取全天边界层高度的变化。将两步曲线拟合法的反演结果与基于L波段探空雷达的位温梯度法的探测结果进行比较发现:两者相关系数为0.91,证明了两步曲线拟合法的可行性以及激光云高仪探测边界层高度的应用潜力。采用该方法反演2017年5—6月朝阳站与大兴站边界层高度,对比发现:城区特殊的下垫面性质使朝阳站日间对流边界层发展更早,边界层高度更高,全天朝阳站边界层高度的变化在308—1391 m,大兴站在197—1302 m。
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关键词
激光云高仪
两步曲线拟合法
大气边界层高度
对流边界层高度
稳定边界层高度
残留层高度
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Keywords
Ceilometer
Two-step ideal curve fitting method
Planetary boundary layer height
Convective boundary layer height
Stable boundary layer height
Residual layer height
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分类号
P407
[天文地球—大气科学及气象学]
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