使用卫星输入数据,从COARE气体传输模型中导出二氧化碳气体传输速率的不确定性传播分析.doc

地球物理学研究期刊:海洋 研究论文 10.1002/2013JC009271 关键点: COAREG使用卫星输入测定二氧化碳气体传输的不确定性 卫星导出的风速的不确定性是气体转移的主导因素 在低风速时, Ta的不确定性会影响气体传输的不确定性 通信: D.L. Jackson， Darren.L.Jackson@noaa.gov 引用： Jackson，D.L和G.A.Wick(2014), 使用卫星输入，从COARE气体传输模型中导出二氧化碳气体传输速率的不确定性传播分析，J，Geophys.Res.海洋 119，1828-1842，dol：10.1002/2013JC009271 收件：2013年7月11日 接收：2014年1月22日 网络接收论文：2014年1月28 日 网络发布：2014年3月13日 使用卫星输入，从COARE气体传输模型中导出二氧化碳气体传输速率的不确定性传播分析 Darren L.Jackson 和Gary A.Wick 美国科罗拉多环境科学合作机构；博尔德科罗拉多大学和美国国家海洋和大气管理局 不确定性方法的普及发展壮大，以此将气体转移的不稳定性称为运用国家海洋和大气管理局的海洋大气耦合响应比湿度，10 空气温度和风速之间的协方差的不确定性，和在低速情况下10 1．介绍 明白二氧化碳气体在大洋面熔解出的产物的不确定性，对关于大气气候变化的研究是至关重要的。二氧化碳和其他气体在全球海洋上方的摄入，不仅仅取决于大气海洋界面描述 气体在洋面的流出的测定取决于一种气体在洋面梯度以及气体转移速度的不稳定性，这种速度是一气体在表面进行交换时对阻力的估计。由于两种气体在海洋和大气层之间交换是非线性过程，K是很难去测量的。对于二氧化碳，这种交换对许多因素是很敏感的，诸如：风速，波的阻断及泡沫的生成，表面活化剂，和浮力效应。用经验法来直接测定K，使用双示踪法高压气体贮罐 自然碳- 14的数据 为了回答提出的疑难，从经验法中推导K， Fairall et al.[2000],开创了COAREG模型，它描述了混乱的由分子组成的过程，表面重建效果及用参数表示泡沫和碎波效果。Hare et al.[2004]合并了来自GasEx-98和GasEx-01实验的直接漩涡相关气体通量数据，来评估COAREG及二氧化碳转移速度的效力。Edson et al.[2011] 使用南海GasEx（SO-GasEx）直接漩涡相关气体通量数据，扩大了这成就。并且，Jackson et al.[2012]建立了一个方法，引进卫星输入到COAREG中，而非船舶输入，在COAREG中扩大了K值的接受范围远超过了观测所带来的局限性风速作为有效参数检测手段 之前计算得到了一个新方法：来决定不稳定性并且的参数风速而产生的误差依赖风速以外，取得足够的理论基础，就可以的哪里是可以改进的，的不确定性不作考虑 2．数据 这个不确定性模型利用几个卫星数据集，从COAREG气体转移模型中测定气体转移速度的不确定性。这些卫星的输出数据被用于COAREG接受气体转移速度：10m风速，10m空气温度，洋面温度，10m比湿度，及表面的净长波辐射平均分配，地图的重复观测的全球和水循环试验表面辐射预算项目 当确定Ta就会在气体转移不确定性上显示其重大的影响，研究人员展示了的版本的扫描数据至卫星依据实践经验值在热量的公式s-Ta矫正） 这里Tb是开尔文特殊传感器微波成像仪中分辨辐射仪散布图 在此，Ts-Ta是洋面温度和空气温度在摄氏度的卫星偏差，是校正值。Reynolds Ts减去，来计算校正的Ta。校正的Ta RMS的偏差从未校正过的算法得出的1.85℃显著下降至1.18℃。这个新数值1.18℃用于传播不确定性估算。 对于其他参数（U，Ts盒、和Qa），输入的误差从过去发表的结果中得来。U的不确定性被假设为 ，是由Mears et al.[2001]在对比SSM/I风速和观测浮标数据时测定的随机误差的估算。Ts不确定性被估测为 0.5K，这是 Reynolds et al.[2007]给出的随机误差的 最大极限值。Qa不确定性被 Jackson et al[2009]提出为1.36g/kg。Ta 和Qa两种方法都应用了系统性偏差不确定性校正，它基于地区的不确定性区别，被发现于卫星检索和 船舶观测之间。在这里报告的一切不确定性都是随机检索不确定性。由于缺少足够的所有参数所需的表面数据，在这个研究中未能试图估算这些输入不确定性的地区差异。 3.模型 这个部分描述了不确定性模型的传递，用来估算K的不确定性。给出了一个详细的说明，关于这个模型是如何执行的，以及在模型上不同术语的影响。 3.1卫星输入不确定性 气体在海洋和空气间的转移可以用其最简单的形式来说明：