遥感探测技术助力北极大气边界层高度特性研究

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近日，上海海洋大学海洋科学与生态环境学院教授常亮与合作者基于多源卫星平台的遥感探测技术，在北极大气边界层高度特性及其与海冰交互特征方面取得了重要进展，相关研究结果在线发表于《IEEE地球科学与遥感学报》。

大气边界层是北极大气-海洋-海冰耦合系统之间极为复杂的物质和能量交换区域，精确探测北极大气边界层结构及获取物理参数特性，是建立北极大气边界层参数化方案的基础，有助于提高对北极气候变化的预测能力。

针对北极天气条件和现场观测条件的限制，研究团队引入了全球定位系统（GPS）无线电掩星技术，通过与现场实测结果进行比较，证实了该技术能有效开展北极大气边界层高度（PBLH）探测，并具有全天候、大范围和高精度的优点。 

2006.12—2019.11期间各季节的到达北极地表500米以内的掩星观测数量的空间分布，以及对应PBLH的探测频率的空间分布 图片来源于《IEEE地球科学与遥感学报》 

进一步地，研究团队结合大气红外探测卫星（AIRS），获取了北极大气边界层内的地表气温（SAT）、大气可降水汽含量（PWV）和云量（CF）等结果。分析发现，北冰洋上空PBLH与SIC始终呈负相关，而与SAT和PWV呈正相关，且PBLH对SIC、SAT和PWV变化的响应随各季节北冰洋海冰条件的变化而变化。此外，北冰洋开阔水域高度较高的不稳定大气边界层通常对应于薄且弱的大气逆温层，固体冰区高度较低的大气边界层则往往伴随着高度稳定的贴地逆温，而冰边缘区的大气边界层高度具有介于开阔水域和固体冰区之间的过渡性特征。