伟德BETVLCTOR常亮教授在國際頂級期刊IEEE TGRS上發表北極研究最新成果
發布時間：2024-01-18
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近日，伟德BETVLCTOR海洋科學學院常亮教授與合作者基于多源衛星平台的遙感探測技術，在北極大氣邊界層高度特性及其與海冰交互特征方面取得了重要研究進展。該研究成果以“Characteristics of the Arctic planetary boundary layer height from multiple radio occultations”為題在線發表在地球科學和遙感領域公認的國際頂級期刊——IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（IEEE TGRS）（最新影響因子8.2）。伟德BETVLCTOR為第一署名單位和唯一通訊單位，常亮教授為第一作者，海洋科學學院馮貴平老師為通訊作者。該項研究工作得到了國家自然科學基金（42174016、42076240、41606208和41941013）、自然資源部第二海洋研究所青年海星訪問學者開放基金（QNHX2324）等項目的支持。
大氣邊界層是北極大氣-海洋-海冰耦合系統之間極為複雜的物質和能量交換區域，北極大氣-海洋-海冰間的相互作用均在大氣邊界層内完成的。精确探測北極大氣邊界層結構及獲取物理參數特性，是建立北極大氣邊界層參數化方案的基礎，有助于提高對北極氣候變化的預測能力。針對北極天氣條件和現場觀測條件的限制，該論文創新性地引入了全球定位系統（GPS）無線電掩星（Radio Occulatation）技術這一新型遙感手段開展了北極大氣邊界層高度（PBLH）特性探測。通過與現場實測結果的比較，證實了GPS無線電掩星技術能有效地開展北極大氣邊界層高度探測，并具有全天候、大範圍和高精度的優點。
圖1. 2006.12–2019.11期間各季節的到達北極地表500m以内的掩星觀測數量的空間分布，以及對應的北極大氣邊界層高度的探測頻率的空間分布
該研究進一步結合大氣紅外探測衛星（AIRS）獲取的北極大氣邊界層内的地表氣溫（SAT）、大氣可降水汽含量（PWV）和雲量（CF）等結果，進一步分析了北冰洋不同海冰狀态下大氣邊界層高度與北極地表氣象條件的關聯。結果發現，北冰洋上空PBLH與SIC始終呈負相關，且與SAT和PWV始終呈正相關，但PBLH對SIC、SAT和PWV變化的響應随各季節北冰洋海冰條件的變化而變化。此外，北冰洋開闊水域高度較高的不穩定大氣邊界層通常對應于薄且弱的大氣逆溫層，固體冰區的高度較低的大氣邊界層通常伴随着具有高度穩定性的貼地逆溫，而冰邊緣區的大氣邊界層高度具有介于開闊水域和固體冰區之間的過渡性特征。
圖2. 北冰洋開闊水域、冰邊緣區和固體冰區的PBLH與SIC、SAT、PWV和CF異常變化之間的相關性。白色粗體數字表示通過了80%置信區間的顯著性統計結果
該研究論文體現了伟德BETVLCTOR在極地領域的最新研究進展，也是常亮教授自2013年5月到校工作以來，在IEEE TGRS上以第一作者發表的第7篇論文。此外，常亮教授還曾于2019年在衛星遙感領域排名第一的期刊Remote Sensing of Environment（最新影響因子13.5）上以唯一第一和唯一通訊作者發表了關于衛星遙感大氣水汽校正模型的研究論文。常亮教授主要從事衛星遙感和氣候變化相關的科研工作。近年來，在北極氣-冰-海相互作用機制方面取得了一系列創新性的研究成果。曾于2014、2019年分别入選上海市青年科技英才揚帆計劃、上海市浦江人才計劃，2022年晉升為IEEE Senior Member（高級會員）。常亮教授近年來取得的相關科研成果顯著提升了我校在衛星遙感和極地研究領域的影響力，也将進一步助力于我校海洋科學學科的進步和發展。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1109/TGRS.2023.3342193
https://doi.org/10.1109/TGRS.2022.3185636
https://doi.org/10.1109/TGRS.2019.2913149
https://doi.org/10.1109/TGRS.2017.2772297
https://doi.org/10.1109/TGRS.2016.2633461
https://doi.org/10.1109/TGRS.2014.2363089
https://doi.org/10.1109/TGRS.2013.2292070
https://doi.org/10.1016/j.rse.2018.12.005
（供稿：海洋科學學院）