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大气是一个非常复杂的系统,在不同的地区、环境、时间和其他条件下,其变化很大。大气辐射传输是大气基本物理过程之一,在地基定标、遥感反演及验证中都是很关键的过程。在热红外波段,大气辐射传输受到大气温湿气等廓线的影响,精准进行大气辐射传输模拟对热红外波段数据的校正至关重要,而这种模拟依赖于高精度的大气廓线和大气辐射传输模型的获取和使用。传统大气辐射传输模型的标准大气模式只能刻画大尺度区域大气特性,难以精确表征局地大气动态变化。因而如何获取、评价大气廓线及构建更符合实际大气状况的局地大气模式是亟待解决的问题。本文以UWYO(the University of Wyoming)地基探空大气廓线为参考数据,全面评估了不同来源的7种大气廓线精度,分别为:MYD07大气廓线(the MODerate-resolution Imaging Spectroradiomete atmospheric profile product)、AIRS大气廓线(the Atmospheric Infrared Sounder atmospheric profile product)、ECMWF大气廓线(the European Centre for Medium-range Weather Forecasts)、MERRA2大气廓线(the Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications,Version 2)、NCEP/GFS大气廓线(the National Centers for Environmental Prediction(NCEP)/Global Forecasting System(GFS))、NCEP/FNL大气廓线(NCEP/Final Operational Global Analysis(FNL))、NCEP/DOE大气廓线(NCEP/Department of Energy);同时,基于中国五大气候分区,利用86个UWYO中国探空站点大气廓线2000-2019年共20年的数据,构建更为符合中国大气状况的局地大气廓线模式。主要研究结论如下:(1)以UWYO大气廓线为参考数据,MYD07大气廓线精度最差。从空气温度和露点温度廓线的垂直分布来看,MYD07与UWYO大气廓线之间差异最大;从大气参数计算结果来看,MYD07的大气透过率、大气上行辐射、大气下行辐射和大气水汽含量的均方根误差(RMSE)值分别约为0.06、0.5 W/m~2/sr/μm、0.7 W/m~2/sr/μm和0.4 g/cm~2,均低于其他大气廓线。(2)与UWYO大气廓线相比,利用MYD07,AIRS和NCEP/DOE大气廓线反演的地表温度,其RMSE值(大于0.8 K)要大于使用ECMWF,MERRA2,NCEP/GFS和NCEP/FNL大气廓线反演地表温度的RMSE值(约0.5 K)。与海拉尔、乌拉特前旗和乌海等地的实测地表温度相比,使用ECMWF,MERRA2,NCEP/GFS和NCEP/FNL大气廓线计算的地表温度的RMSE值约为1.0 K。NCEP/DOE大气廓线反演的地表温度与实测地表温度之间差异最大,RMSE值约为1.5 K。结果表明,ECMWF,MERRA2,NCEP/GFS和NCEP/FNL大气廓线可以计算得到更为准确的大气参数。(3)局地大气廓线模式拟合结果表明中国五大气候区大气参数拟合结果都大致符合其各自的气候特征。热带季风气候区在春、夏、秋、冬四季都表现出了最好的拟合精度:其气压廓线拟合RMSE值均小于0.01 hPa,温度廓线在1 km处基本稳定在295 K附近,水汽廓线具有明显的季节差异,在1 km处水汽差异达到了7 g/kg。而这恰好符合其全年高温、有明显干湿两季的气候特征,也表明了本文所构建的局地大气模式基本符合我国的实际情况。