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为了研究苏州地区大气边界层结构的日变化及季节特征,利用2014年1—7月期间大气颗粒物激光雷达对苏州上空大气气溶胶进行了连续观测。选定2014年1月15日、3月16日、5月7日与7月22日全天的消光系数探测数据,通过优化后的梯度法得到了该地区的大气边界层高度,分析了其日变化特征,并分析了边界层高度与地表的温湿变化之间的相关性。结果表明除1月15日外,边界层的变化与地表温度存在明显的正相关,而与地表的相对湿度存在负相关。同时,对站点微波辐射计观测得到的温湿廓线与边界层内消光系数廓线进行了联合研究。研究结果表明,微波辐射计湿度垂直廓线与激光雷达消光系数廓线探测得到的边界层具有良好的一致性。 相似文献
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本文利用成都2017年6~8月的米散射微脉冲激光雷达观测数据,对成都夏季气溶胶消光系数、边界层高度以及气溶胶光学厚度进行了反演,并结合太阳光度计观测资料、地面颗粒物浓度以及大气能见度数据研究了气溶胶消光系数日变化与月变化规律,气溶胶消光系数的垂直分布特征及影响因素。结果表明:气溶胶消光系数的日变化受人类活动以及边界层日变化影响显著,表现出凌晨与傍晚最大,早晨次之,午后最小的特征。消光高值出现在200m以下和300~700m的高度区间,夜间观察到的消光高值可能与颗粒物在夜间近地面浓度较高以及本地夜间降水频发有关。激光雷达反演的消光系数与光度计反演的气溶胶光学厚度在夏季各月的表现一致,夏季各月消光极值均出现在100~150m的近地面层。近地面消光系数与地面颗粒物浓度之间具有较好的正相关,并且粒子粒径更小时相关性更好。气溶胶光学厚度主要来自低层大气的贡献,0.1~0.2μm的细粒子气溶胶占比对于大气消光有主要影响,但气溶胶对大气的消光影响除了与粒子浓度有关,还与粒子的理化性质有关。 相似文献
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《干旱气象》2016,(5)
根据河北邢台市2015年10月11—23日一次重污染天气过程的激光雷达探测数据,对大气污染物浓度和雷达反演得出的大气边界层(PBL)高度、气溶胶光学厚度(AOD)和消光系数的变化进行分析。结果表明:在剔除降水因子的影响后,PBL高度对PM_(2.5)浓度有显著影响,PBL高度越低,PM_(2.5)浓度越高,且两者的相关性夜间好于日间;大气污染物浓度的增加会导致AOD和气溶胶消光系数的显著升高,且AOD与PM_(2.5)浓度的相关性日间好于夜间,在降水的湿沉降效应和大气相对湿度增加的影响下,会出现大气污染物浓度下降,但AOD升高的现象;300 m高度的气溶胶消光系数与地面污染物浓度的日变化趋势较为一致,贴近地面处消光系数相对较小。整体而言,随着PBL高度下降、AOD上升和消光系数增加,环境大气质量逐步趋于恶化。 相似文献
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基于激光雷达资料的气溶胶辐射效应研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用新型激光雷达气溶胶探测资料及综合数值模式,以地形复杂的兰州市及周边地区冬季典型天气形势下的大气边界层为研究对象,通过理想试验模拟研究了城市气溶胶辐射效应与大气边界层的相互作用。结果表明:夜间,低空(50~600 m)气溶胶所在气层冷却效应明显,温度降低0.13~0.18℃,600 m高度以上,气溶胶浓度较低,其冷却效应较小,温度降低不足0.1℃;白天,受气溶胶短波辐射效应影响,边界层内增温明显,增温最大值位于低层脱地逆温层顶300 m高度附近,600 m以上由于气溶胶浓度减小,加热率亦降低,增温由0.2℃减至0.1℃。此外,气溶胶的存在使得所在层的风速降低。可见,激光雷达探测资料在边界层模式中有很好的应用价值,对于研究气溶胶辐射效应的大气边界层响应有重要意义。 相似文献
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选用2007年1月8—30日期间8个无云天的激光雷达资料进行分析。基于Fernald方法反演得到气溶胶消光系数廓线,结合无线电探空资料分析了边界层内气溶胶时空分布,并将反演的激光雷达最低观测高度处(180 m)的气溶胶消光系数与地面PM10、能见度资料进行对比分析。结果表明：冬季大连市区气溶胶主要分布在2 km以下区域,早晨和夜间在0.5 km以下区域经常存在一个气溶胶层;气溶胶消光系数廓线与探空资料较吻合;反演激光雷达最低观测高度处(180 m)的气溶胶消光系数与地面的PM10浓度呈正相关,与能见度呈负相关,相关性较好。 相似文献
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北京秋季一次降雪前污染天气的激光雷达观测研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以2009年11月5~8日北京地区发生的一次特殊天气形势下的重污染天气过程为例,研究分析本次污染特点和大气边界层结构特征以及此天气过程的大气温度和相对湿度结构特点。激光雷达是探测大气边界层及气溶胶的一个高效工具,利用ALS300激光雷达系统测量信号,应用Fernald方法反演大气消光系数,根据反演的气溶胶消光系数的最大突变,即最大递减率的高度来确定大气边界层的高度。利用其观测的退偏比分析大气污染物特性。利用微波辐射计数据,确定大气温度和湿度时空特征。研究结果表明:在本次污染天气下,大气具有很强的逆温结构,逆温最大可达近1 K(100 m)-1,500 m以上的大气相对湿度很低,在这种天气特征下的大气边界层高度在400 m左右,非常稳定。污染结束降雪开始前,大气逆温结构消失,大气湿度大幅度增加,接近饱和。根据lidar(light detection and ranging)退偏比的分析,本次污染天气是一次典型的烟尘类颗粒物的污染,污染具有区域性特点。PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物)与AOT(Aerosol Optical Thickness)之间有明显的线性关系,相关系数达到0.72。该lidar系统能够反演出秋季降雪前本次污染天气背景下北京城区上空的大气污染特性和大气边界层高度。 相似文献
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一、引言 利用单波长激光雷达,在大气气溶胶消光系数已知的条件下,可探测降雨的消光系数,从而进一步获得几公里范围内的雨强分布。因此,利用单波长激光雷达探测雨强时,必须在下雨前或雨停后,由激光测定气溶胶消光系数的平均值,並假设在降雨期间其值不变。显然,这种方法局限性较大,往往与实际不符。本文提出的双波长激光雷达探测雨强原理,有助于克服上述不足,使激光探测雨强更符合实际些。 相似文献
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北京地区对流层中上部云和气溶胶的激光雷达探测 总被引：39，自引：8，他引：39
介绍了近年来研制的一台多波长激光雷达及其探测对流层高云和气溶胶的实验,并依据探测结果重点分析了北京2000年1月至4月对流层上部云和气溶胶在532 nm波长的消光系数分布特征.结果表明:从6 km至11 km的气溶胶光学厚度值在0.0152至0.0284之间变化,均值为0.0192.从6 km至11 km的云光学厚度值在0.014至0.23之间变化.观测到的单层高云的厚度最大为6 km.4月6日,近年来最强的一次沙尘暴袭击北京.4月7日北京地区无可见云,激光雷达探测结果表明,从4 km至10 km高度范围内,存在一层厚度约为6 km的气溶胶粒子层,消光系数峰值处于8 km附近,比晴天无云时的消光系数值约大一个数量级.估计这是一层沙尘气溶胶,系由远距离输送至北京形成的. 相似文献
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Lidar has been used extensively in the area of atmospheric aerosol measurement. Two unknowns at the reference altitude, the lidar ratio and the backscatter coefficient, need to be resolved from the lidar equation. In the actual application, these two values are difficult to obtain, particularly the backscatter coefficient. To better characterize the optical properties of aerosols, optical thickness, and attenuated backscatter obtained by other instruments are usually used as the input for joint inversion. However, this method is limited by location and time. In this study, the authors propose a new method for aerosol retrieval by using Mie scatter- ing lidar data to solve this problem. The authors take the horizontal aerosol extinction coefficient as the con- straint to begin the iteration until a self-consistent aerosol vertical profile was obtained. By comparing their results with Aerosol Robotic Network （AERONET） data, the authours determine that the aerosol extinction coefficient obtained by combining horizontal and vertical lidar observations is more pre- cise than that obtained by using the traditional Fernald method. This new method has been adopted for re- trieving the extinction coefficient of aerosols during the observation days. 相似文献
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Qiu Jinhuan 《大气科学进展》1995,12(2):177-186
Ｔｗｏ－ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈＬｉｄａｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＣｌｏｕｄ－ａｅｒｏｓｏｌＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＱｉｕＪｉｎｈｕａｎ（邱金桓）（ＩｎｓｈｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃ... 相似文献
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Regular aerosol extinction and backscatter measurements using a UV Raman Lidar have been performed for almost 3 years in Hamburg in the frame of the German Lidar Network. A set of 92 aerosol extinction and 164 aerosol backscatter profiles has been used for statistical investigations. Mean values and variances of the aerosol extinction and backscatter in the boundary layer have been calculated. Large fluctuations during the whole year have been found. The measured aerosol extinction over Hamburg shows a seasonal cycle with highest values in early fall and a second less prominent peak in spring.An analysis of the data using back trajectories showed a dependence of the aerosol extinction on the origin of the air mass. The residence time of the air mass over industrialized areas was found to be an important parameter for the measured aerosol extinction at Hamburg. However, only a small part of the total variability could be explained by the air mass origin.For 75 cases of aerosol extinction measurements under cloud-free conditions, the aerosol backscatter profile and therefore, the lidar ratio as a function of altitude could be determined. Winter measurements of the lidar ratio are often close to model results for maritime aerosol, the summer measurements are close to the model results for urban or continental aerosols.The high quality of the data has been proven by intercomparisons with other lidar systems and with star photometer measurements of the aerosol optical depth during the Lindenberg Aerosol Characterization Experiment (LACE'98) field campaign. 相似文献
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利用微脉冲激光雷达CE370-2与太阳光度计CE-318, 在兰州观测分析了2007年3月27~29日扬沙过程沙尘气溶胶辐射特性, 并利用HYSPLIT-4模式分析了沙尘过程气溶胶粒子的后向轨迹。分析表明, 此沙尘过程气溶胶粒子的传输路径主要有两条： 一条起源于青海西北经西宁抵兰州, 另一条起源于塔克拉玛干沙漠经河西走廊抵兰州; 沙尘气溶胶主要集中于离地1.5 km高度层内; 沙尘气溶胶消光系数随高度先增加, 到0.2 km左右高度达到最大, 然后急剧减小。沙尘气溶胶光学厚度的时间演变呈双峰型, 最高峰出现在28日12:00, 次高峰在27日22:00。验证表明由CE370-2得到的气溶胶光学厚度与CE-318得到的很接近; 雷达观测资料的处理方法可以较好地反演气溶胶消光系数和光学厚度。 相似文献
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Atmospheric boundary-layer structure observed during a haze event due to forest-fire smoke 总被引：1，自引：0，他引：1
During a haze event in Baltimore, U.S.A. from July 6 to 8, 2002, smoke from forest fires in the Québec region (Canada), degraded air quality and impacted upon local climate, decreasing solar radiation and air temperature. The smoke particles in and above the atmospheric boundary layer (ABL) served as a tracer and provided a unique opportunity to investigate the ABL structure, especially entrainment. Elastic backscatter lidar measurements taken during the haze event distinctly reveal the downward sweeps (or wisps) of smoke-laden air from the free atmosphere into the ABL. Visualisations of mechanisms such as dry convection, the entrainment process, detrainment, coherent entrainment structures, and mixing inside the ABL, are presented. Thermals overshooting at the ABL top are shown to create disturbances in the form of gravity waves in the free atmosphere aloft, as evidenced by a corresponding ripple structure at the bottom of the smoke layer. Lidar data, aerosol ground-based measurements and supporting meteorological data are used to link free atmosphere, mixed-layer and ground-level aerosols. During the peak period of the haze event (July 7, 2002), the correlation between time series of elastic backscatter lidar data within the mixed layer and the scattering coefficient from a nephelometer at ground level was found to be high (R=0.96 for z =324 m, and R=0.89 for z=504 m). Ground-level aerosol concentration was at a maximum about 2 h after the smoke layer intersected with the growing ABL, confirming that the wisps do not initially reach the ground. 相似文献
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本文提出了一个参数化的多次散射激光雷达方程,该方程基于本文引出的四个因子,即几何消光因子、消光分布因子、前向散射因子和后向散射因子.前两个因子表征多次散射成分对大气消光系数分布、激光的发散角和接收视场角以及接收孔径的依赖关系,后两个因子表征多次散射成分对散射相函数的依赖关系.这个参数化多次散射雷达方程在241个数值试验中得以检验,这些试验包含很宽的大气条件和雷达几何参数,包括14个大气散射相函数,均匀和不均匀的大气消光系数分布,0.5至1之间变化的一次散射反照率,地基和空间站激光雷达两种情形.数值试验表明,在小于4的光学厚度内参数化的解和Monte-Carlo解之间的标准偏差小于27％,而本模式的计算时间比Monte-Carlo方法偏小4个数量级左右.本模式不仅适合于研究多次散射对激光回波信号和激光大气遥感的效应,而且对于考虑多次散射的激光大气探测而言,是一个合适的应用模式. 相似文献
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1.IntroductionLidarisincreasinglyusedinmeasuringtheopticalpropertiesofaerosolsandcloudssincethe1960's.Ithasbeenshownthatthedeterminationoftheextinctioncoefficientasafunctionofheightisfeasible(Klett,1980;Fernald,1984;LuDarenetal.,1977;Spinhirneetal.,... 相似文献
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利用激光雷达探测分析了兰州上空的高云与气溶胶的光学参数,并用LOWTRAN7定量模拟出高云对气溶胶辐射特性的影响。结果表明,消光系数廓线与相对湿度廓线随高度的变化一致性较好,气溶胶层主要在2km以下,低层气溶胶和高云的消光系数和相对湿度较大。白天,高云的存在使云下气溶胶短波加热率减小。有云和无云时气溶胶加热率的差别在地表处最为明显,中午前后差别较大,最大为11:00的0.096K.h-1。夜间,高云的存在使云下气溶胶长波冷却率减小,在1000m以下有云和无云时气溶胶冷却率的差别小,在1000m以上差别大,最大差别出现在1500m处(02:00～04:00),为0.033K.h-1。 相似文献