[发明专利]一种空间大气臭氧短临预警系统

权利要求书

1.一种空间大气臭氧短临预警系统，其特征在于，包括：

局地臭氧边界识别系统，用于通过梯度算法收敛并反馈空间大气臭氧由于近地面污染排放产生的分布范围和分布强度；

高空大气臭氧识别系统，所述高空大气臭氧识别系统包括高空大气臭氧输入识别系统和空间大气臭氧残留团识别系统，所述高空大气臭氧输入识别系统用于识别高空大气臭氧输入团，所述空间大气臭氧残留团识别系统用于识别停留在空间300m至900m之间的大气臭氧团；

空间大气臭氧浓度预警实时计算系统，用于输出实时距地面最近的高度处大气臭氧的预警浓度；以及

空间大气臭氧预警结果校正系统；

局地臭氧识别系统对大气臭氧浓度垂直分布进行“梯度算法”的分析过程如下：

其中，c₃表示最上层的大气臭氧的平均浓度，c₂表示中层大气臭氧的平均浓度，c₁表示最下层大气臭氧的平均浓度，z₁、z₃分别表示上层和下层的高度；在该识别系统中，有效的空间大气臭氧浓度分布范围中最低高度处当前的大气臭氧浓度记为C_a，而“局地臭氧边界”处大气臭氧浓度记为C_b；

所述高空大气臭氧输入团的边界根据“梯度法”对大气臭氧空间廓线进行梯度计算，并对大气臭氧浓度梯度突然由“负变正”和“正变负”的两个高度分别定义为高空大气臭氧输入团的下边界和上边界，该高空大气臭氧输入团的下边界和上边界范围内的大气臭氧平均浓度即为该大气臭氧输入团的强度，记为C_c；

所述空间大气臭氧残留团一般发生在夜间至凌晨日出前，且该臭氧团的高度范围相对稳定，不会发生大幅度变化，由此根据“梯度法”提取空间大气臭氧残留团的分布边界和强度，输入空间大气臭氧残留团识别系统，并将空间大气臭氧残留团的浓度记为C_d；

所述空间大气臭氧浓度预警实时计算系统的计算公式如下：

C′_a＝C_a+C_b×α+C_c×β+C_d×γ (2)，

其中，C′_a表示大气臭氧的预警浓度；α，β，γ分别表示局地臭氧边界识别系统、高空大气臭氧输入识别系统和空间大气臭氧残留团识别系统的贡献权重；

所述空间大气臭氧预警结果校正系统是反演大气臭氧的预警浓度C′_a与实际的大气臭氧的浓度C′_a+Δt之间的差异o＝|c′_a-C′_a+Δt|/|c′_a|以及校正改善大气臭氧预警浓度的参数化方案，其中Δt为时间间隔；在该系统中Δt取4小时，当o≤20％时，视作预警有效；否则，须调整系统中参数α，β，γ。

2.根据权利要求1所述的空间大气臭氧短临预警系统，其特征在于，所述空间大气臭氧短临预警系统工作是基于空间大气臭氧垂直分布数据，该数据来源包括环境和气象监测领域应用的大气臭氧激光雷达系统。