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《基于CE318光度計(jì)沙塵監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)研制與應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、http://www.paper.edu.cn基于CE318光度計(jì)沙塵監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研制與應(yīng)用1112許丹，牛生杰，王靜，張凱霞1南京信息工程大學(xué)中國(guó)氣象局大氣物理與大氣環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京(210044)2內(nèi)蒙古錫林浩特國(guó)家氣候觀象臺(tái)，內(nèi)蒙古錫林浩特（026000)E-mail：marysmiling1@gmail.com摘要：中國(guó)氣溶膠觀測(cè)網(wǎng)CAeroNet建立的20個(gè)沙塵暴監(jiān)測(cè)站設(shè)有CE318太陽(yáng)光度計(jì)等先進(jìn)的儀器設(shè)備。本文研制了基于CE318太陽(yáng)光度計(jì)的沙塵監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)RealTime，并初步投入應(yīng)用。系統(tǒng)基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)，實(shí)
2、時(shí)分析太陽(yáng)光度計(jì)在觀測(cè)中傳回的海量數(shù)據(jù)，全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多通道氣溶膠光學(xué)特性參數(shù)的計(jì)算、顯示和存儲(chǔ)功能。在我國(guó)沙塵氣溶膠觀測(cè)研究、特別是北方沙塵天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)警中，首次實(shí)現(xiàn)該儀器觀測(cè)信息的實(shí)時(shí)自動(dòng)解讀和保存，突顯儀器自動(dòng)跟蹤觀測(cè)優(yōu)勢(shì)。反演算法經(jīng)檢驗(yàn)與AERONET有良好一致性。配套開(kāi)發(fā)的解讀光度計(jì)歷史資料的軟件TimeShow，通過(guò)引入云處理方案獲得更高質(zhì)量反演結(jié)果。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)光度計(jì)；實(shí)時(shí)處理軟件；氣溶膠光學(xué)特性；云處理方案中圖分類號(hào)：P4090.引言隨著對(duì)地球系統(tǒng)各種物理過(guò)程認(rèn)識(shí)的深化及探測(cè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大氣氣溶膠對(duì)氣[1-3]候變
3、化影響的不確定性成為當(dāng)前大氣科學(xué)研究倍受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。大氣中的氣溶膠粒子通過(guò)吸收和散射輻射直接影響地氣輻射收支，同時(shí)以云凝結(jié)核(CCN)的形式改變?cè)频墓鈱W(xué)[1,4-8]特性和云的分布而間接影響氣候，此外它還參與臭氧的非均相反應(yīng)，影響臭氧平衡，間[1,9]接影響地氣系統(tǒng)的能量收支。解決和回答地球系統(tǒng)的科學(xué)問(wèn)題，觀測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)至關(guān)重要，目前國(guó)際上幾個(gè)大型研究[10,4]計(jì)劃都把觀測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)放在首位。大氣氣溶膠光學(xué)特性的地基觀測(cè)，特別是聯(lián)網(wǎng)[2,11,12]觀測(cè)，由于其理論發(fā)展和較易維護(hù)，成為當(dāng)前研究氣溶膠科學(xué)問(wèn)題的觀測(cè)平臺(tái)與基礎(chǔ)。同時(shí)
4、，衛(wèi)星反演氣溶膠光學(xué)特征的過(guò)程中，源于地表反照率和氣溶膠模型帶來(lái)的實(shí)際誤差難[2,13]以估計(jì)，需要有地面太陽(yáng)光度計(jì)同步觀測(cè)以進(jìn)行對(duì)比訂正。[10,14][15]沙塵是東亞地區(qū)一種重要?dú)馊苣z。我國(guó)屬中亞沙暴區(qū)，出現(xiàn)沙塵暴的地區(qū)交通運(yùn)輸，環(huán)境治理都受到不利影響，個(gè)別地方甚至造成人員傷亡。近年我國(guó)城市化水平迅速提高,高速公路交通和民用航空迅速發(fā)展,使同樣沙塵天氣下對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的直接和間接損失大[16]幅度增加。中國(guó)氣象局2001年開(kāi)始建設(shè)中國(guó)氣溶膠觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)CAeroNet，在北方9個(gè)省市建立了20個(gè)沙塵暴監(jiān)測(cè)站，設(shè)有太陽(yáng)光度計(jì)、能見(jiàn)度儀等先
5、進(jìn)儀器設(shè)備。計(jì)劃通過(guò)實(shí)時(shí)觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)，[10,13,15]建立起一個(gè)完整的沙塵暴監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，提高沙塵暴天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。CAeroNet采用CIMEL公司的CE318型太陽(yáng)光度計(jì)，在觀測(cè)中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)必需經(jīng)過(guò)一系列反演計(jì)算才能獲得有效信息，人工處理數(shù)據(jù)，不僅速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大，還將削弱儀器實(shí)時(shí)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。因此，需要一個(gè)高效全面的分析軟件來(lái)實(shí)時(shí)處理和存儲(chǔ)如此大量的數(shù)據(jù)，使CE318型高精度光度計(jì)在沙塵暴的監(jiān)測(cè)預(yù)警中發(fā)揮實(shí)效。1本課題得到科技部社會(huì)公益專項(xiàng)（2005DIB3J108），國(guó)家自然科學(xué)基金（4057
6、5048，40765001），教育部博士點(diǎn)基金（20050300002）的資助。-1-http://www.paper.edu.cn1.基于CE318太陽(yáng)光度計(jì)沙塵監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的功能及原理法國(guó)CIMEL電子的CE318型太陽(yáng)光度計(jì)為自動(dòng)的太陽(yáng)和天空光譜掃描儀器，采用多通道干涉濾波，帶寬為10nm，視場(chǎng)角1.2°，具有較高的測(cè)量精度和良好的穩(wěn)定性。2004年以前，該儀器有兩種型號(hào)：CE-318-1標(biāo)準(zhǔn)模型：1020-870-675-440-936-500-340-380nm通道；CE-318-2極化模型：1020-870P1-675-4
7、40-870P2-870-936-870P3nm通道，(P：極化通道）。2004年以后，CIMEL太陽(yáng)光度計(jì)有新的命名規(guī)則：CE318N（V，E，U）（BorP）（SorX）（1-9）。V、E、U表示可見(jiàn)光波段、擴(kuò)展波段、紫外波段，B、P表示基本波段、極化波段，S、X表示標(biāo)準(zhǔn)或其它（X）濾光片裝置，1-9表示Cimel光度計(jì)所安裝的濾光片數(shù)。2004年以前的兩種型號(hào)可以用一個(gè)升級(jí)包轉(zhuǎn)換成新型號(hào)。該光度計(jì)2004年起采用改良的傳感器光學(xué)設(shè)計(jì)，可進(jìn)行機(jī)載數(shù)據(jù)處理，這對(duì)實(shí)時(shí)解讀觀測(cè)資料有效信息的要求更為迫切。1.1系統(tǒng)界面簡(jiǎn)介基于CE318
8、太陽(yáng)光度計(jì)的沙塵監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，可應(yīng)用于CE-318-2和CE-318-N型光度計(jì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)。系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警軟件RealTime和歷史資料處理軟件TimeShow(如圖1)。基于面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，采用Microso
