EMI南极臭氧柱总量反演研究

钱园园,司福祺,罗宇涵,周海金,杨东上,杨太平,王煜

(1中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031;2中国科学技术大学,安徽 合肥 230036;3安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601)

0 引言

臭氧是地球上一种重要的痕量气体,它与人类健康、环境和气候变化密不可分。臭氧主要分布在距离地球表面20～35 km的平流层中,它可以通过吸收太阳紫外辐射来保护地球生物[1−3]。1985年,Farman等[4]在阿根廷岛屿(65°S,64°W)与哈雷湾(76°S,27°W)上空首次发现了臭氧空洞,臭氧空洞及变化需要高分辨率的臭氧柱总量(Total ozone column,TOC)信息。与地基观测相比,星载的臭氧柱总量观测具有高时空分辨率的优势,利用星载观测来监测臭氧柱总量已成为臭氧观测的一种重要手段[5]。直到现在,对臭氧柱总量(尤其是南极臭氧)进行反演仍然是星载探测器的重要任务之一。

国外在利用卫星对臭氧进行测量的研究方面起步较早。GOME(Global ozone monitor instrument)仪器搭载于ERS-2(European remote sensing)卫星于1985年发射,其紫外波段可进行臭氧的反演[6]。2002年,欧洲宇航局发射了Envisat卫星,该卫星搭载了SCIAMACHY(Scanning imaging absorption spectrometer for atmospheric chartography)光谱仪,该仪器具有临边与对地观测模式,可获得臭氧总量与平流层臭氧廓线信息[7,8]。2004年,美国宇航局发射了AURA卫星,其搭载了OMI(Ozone monitoring instrument)仪器,可对臭氧进行探测[9−11]。2017年,欧洲宇航局发射了哨兵5号卫星,其搭载了TROPOMI(TROPOspheric monitoring instrument)仪器,它是新一代的探测器,空间分辨率可达3.5 km×5.5 km(天底方向)[12−14]。我国于2008年5月27日发射了风云三号气象卫星,其携带了紫外臭氧总量探测仪,可以实现对臭氧的全球监测[15,16]。……