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1.
利用AERONET资料对珠三角地区气溶胶物理性质特征进行分析,建立珠三角地区的气溶胶模型,在此基础上,根据RT3 辐射传输模型构建矢量查找表,采用多角度偏振方法从PARASOL L1B数据反演得到细模态气溶胶光学厚度(AOD),最后采用2007-2009年MODIS总的AOD产品和本文的细模态AOD三年的反演结果分析了珠三角地区气溶胶的时间变化和空间分布特征,为深入研究珠三角地区污染物的局地排放和输送提供了条件.结果表明:(1)珠三角地区对流层气溶胶呈双峰型对数正态分布,其中细粒子平均半径主要集中在0.05~0.1,标准方差以0.5、0.6为主,粗粒子平均半径以0.9、1.0为主,标准方差为0.6、0.7,复折射指数实部以1.4、1.5 居多,虚部以0、0.01为主,细粒子所占比例大于70%,珠三角气溶胶呈现出粗颗粒物和细颗粒物并存的特征;(2)PARASOL业务算法中的气溶胶模型在珠三角地区有较大的局限性,引入当地气溶胶模型使细模态AOD的反演精度较卫星产品有了很大提高,细模态AOD主要反映了珠三角地区二次污染的强度;(3)珠三角地区总AOD值春季较大,秋夏季次之,冬季较小,并呈现逐年较小的趋势;(4)珠三角地区细模态AOD也在逐年降低,2009年细模态AOD年均值比2007年低了0.02,在空间分布上,高值地区主要集中在广州、佛山、中山等城市. 相似文献
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基于华北典型污染地区的地基多轴差分吸收光谱仪（MAX-DOAS）近4年的观测数据，利用最优估计算法和LIDORT辐射传输模式反演了该区域气溶胶的消光系数垂直廓线和光学厚度（AOD）.MAX-DOAS观测反演的AOD与全球气溶胶观测网络同波段在华北地区的AOD间具有很好的一致性，相关系数都在0.9以上，证明MAX-DOAS具备对华北污染区域气溶胶光学厚度和消光系数垂直廓线的反演能力.AOD的反演误差表现为冬季最大，春夏最小，早晚大于正午，这是因为冬季以及早晚太阳天顶角较大导致信噪比偏小，所以AOD反演误差偏大.反演廓线表明该区域气溶胶主要集中在1 km以下的边界层，浓度随高度呈指数递减，部分情况下峰值出现在300 m处；气溶胶光学厚度夏季最大，冬季最小，正午较大，早晚较小.在东风条件下浓度最高，表明东边（即重工业城市唐山方向）的输送对香河和周边区域的气溶胶积聚有重要贡献. 相似文献
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香港气溶胶光学厚度与PM_(10)质量浓度的季节变异及相关性 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国科学:地球科学》2015,(4)
利用经验模分解方法,分析了香港地区2005~2011年期间经垂直标高订正后的气溶胶光学厚度(AOD/Hi)与湿度订正后的可吸入颗粒物(PM10×f(RH))在半年、年和长期趋势等不同时间尺度上的变化特征及相关性.结果表明:香港地区AOD/Hi与PM10×f(RH)均存在显著的半年和年周期振荡,其中半年的峰值分别出现在3月和10月.受沙尘天气以及内陆污染物输送的影响,二者的半年振荡的第一个峰值的振幅均值都显著高出10月,是一年中污染最为明显的时期;年周期尺度上,二者的变化过程与年降雨量和太阳总辐射呈负相关关系,表现为冬季高夏季低,其中峰值都出现在2月前后,相比沙尘天气促成的半年振荡的第一个峰值提前发生一个月左右,其振幅均值仅为半年振荡的第一个峰值的一半.长期趋势上,2005~2011年间二者整体呈现显著的下降趋势,其中PM10×f(RH)下降速率达到平均每年14μg m-3,归因于大气颗粒物浓度的下降以及对二氧化硫等气溶胶颗粒物排放的控制.AOD/Hi与PM10×f(RH)的回归分析显示二者在半年和年时间尺度上的相关性(0.67和0.79)均超过95%置信度检验.下降趋势上存在明显的非线性关系,当AOD/Hi不超过0.44的范围时,PM10×f(RH)的下降速率慢于AOD/Hi的下降速率,但在超过0.44时,PM10×f(RH)的下降速率明显高于AOD/Hi.上述结果表明AOD/Hi能够反映出香港地面站点污染物监测数据PM10×f(RH)在半年、年周期以及长期趋势上的变化特征,可用于分析评价香港地区的空气质量状况. 相似文献
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本文利用MODTRAN 3.7和TOMRADE模式分别计算了308.0 nm、312.5 nm、317.5 nm、322.3 nm、331.2 nm、360.0 nm六个紫外波段的后向散射强度并进行了比较,且利用两个模式计算得到的插值表,对EPTOMS实测资料分别进行反演,得到结论如下：1）两模式算得的后向散射强度随着太阳天顶角、卫星天顶角、地表反照率的变化特性基本一致,均能较好的反映紫外后向散射的辐射特性;2）总体而言,两模式计算的后向散射强度值相对偏差在－6％～18％之间;3）分别把MODTRAN 3.7和TOMRADE模式计算的插值表用于2003年7月30日中纬度地区EPTOMS实测资料的反演,得到的臭氧总量相对偏差在－3％～5％之间.本文对紫外波段大气辐射传输模式的研究和紫外后向散射探测臭氧总量的反演误差研究有着重要意义. 相似文献
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有机硝酸酯是大气污染过程中重要的二次污染物,与臭氧和气溶胶的生成密切相关.本研究以珠三角后花园地区2006年的综合观测数据为基础,基于盒子模型搭载RACM2机理对有机硝酸酯开展模拟.结果表明RACM2高估了日间有机硝酸酯生成速率,优化了RACM2机理中日间有机硝酸酯的生成模块后,有机硝酸酯的有效产率(α_(eff))在0.033左右.并根据VOC-OH反应活性、有机硝酸酯产率和臭氧生成速率三者之间的关系,分析了有机硝酸酯的生成过程对臭氧化学的影响.发现VOC-OH反应活性与α_(eff)呈正相关,在高VOC-OH反应活性区域臭氧的生成受到有机硝酸酯生成增强的明显抑制,即P(O_x)(指O_x的生成速率,(O_x=O_3+NO_2)随VOC-OH反应活性的升高而表现出先上升后下降的趋势.这一结果表明在通过削减VOCs来控制O_3时,需要进一步考虑有机硝酸酯的生成所带来的化学影响;即在珠三角光化学污染季削减臭氧时,需要优先考虑低分子量VOCs的削减. 相似文献
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青藏高原地区气溶胶的时空分布特征及其辐射强迫和气候效应的数值模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
利用美国的SAGEⅡ全球月平均格点卫星资料, 对青藏高原地区的大气气溶胶状况进行了分析. 分析表明高原上空平流层大气气溶胶的光学厚度在冬季最大, 春、秋季次之, 夏季最小, 存在明显的季节振荡现象. 然后利用MM 5模拟了气溶胶的辐射强迫状况, 结果表明, 相对于设置均一的背景气溶胶而言, 青藏高原地区的辐射强迫均为正值. 高原上地面土壤温度和地面气温均有所增加, 增加的量级相当, 但增幅略小. 高原上500 hPa处的气温也有所增加, 增幅比地面气温的增幅更小, 但仍处于同一个量级. 相似文献
7.
VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)作为MODIS(The MODerate resolution Imaging Spectroradiometer)的后继传感器,可在全球范围内实现对气溶胶的连续时空监测.卫星反演的气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)是研究地球能量收支平衡、气候效应和空气质量的重要大气参数.但在中国重污染天气情况下,现有的VIIRS陆地气溶胶产品存在一定不足.因此,本研究改进云识别方法,优化像元筛选,约束气溶胶类型选择,实现重污染情况下AOD的反演.基于地基AERONET(AErosol RObotic NETwork)的验证结果表明,相比NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)产品,改进后的反演结果克服了反演值偏低的问题,且表现出更好的相关性,RMSE从0.236下降到0.219.为验证在重污染条件下改进算法的适用性和准确性,本文对比了两种污染条件下的反演结果(0.6AODAERONET 1和AODAERONET1).统计结果表明,在较重污染天气条件下(AODAERONET1),相比NOAA的AOD产品,本文结果的反演率从32.3%提升为68.8%,回归分析的斜率提高为0.80,相关系数达到0.76,均方根误差为0.307,在增加反演量的同时保证了反演的精度. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
近年来,伴随污染和城市化进程的加剧,气溶胶辐射效应对城市边界层的影响日益显著.文章以北京地区一次冬季污染过程为例,采用中尺度数值预报模式,在优化辐射方案中气溶胶垂直廓线的基础上验证了模式的有效性,分析了气溶胶对辐射和边界层的影响过程,最后通过敏感性试验探究了气溶胶、城市化和气象要素间的相互关系.结果表明:(1)优化后的模式可以较好地模拟北京地区温度场、湿度场、风场的分布特征.(2)气溶胶在大气中通过削减到达地面的入射短波辐射使地表温度降低,通过对辐射的吸收或后向散射作用,使高层温度升高,温度场的变化使层结稳定性增强,从而减少近地层的能量输送,使边界层高度下降.(3)随着气溶胶光学厚度的增加,乡村地区最易变为稳定层结,郊区较易变为稳定层结,城区最难变为稳定层结,且气溶胶辐射效应、城市下垫面以及二者的共同作用是影响城市边界层气象要素变化的主要原因. 相似文献
9.
本文利用大气环流模式及大气化学模式所得气溶胶资料,估算了相对1850s时期硫酸盐和黑碳气溶胶引起的全球及东亚区域人为辐射强迫,重点分析其在东亚区域的季节和长期变化特征.结果表明,就当前全球年平均全天空而言,人为硫酸盐气溶胶对大气顶的直接和云反照率强迫分别为-0.37和-0.98 W·m-2,黑碳气溶胶对大气顶和整层大气的辐射强迫值为0.16和0.47 W·m-2;中国东部区域是目前上述气溶胶辐射强迫最强的区域,硫酸盐的直接和间接辐射强迫分别超过-2.0和-4.0 W·m-2,黑碳对大气顶和整层大气的直接辐射强迫分别可达2.0和5.0W·m-2;估算的东亚区域上述气溶胶辐射强迫仍在不断增强,峰值预计出现在2010s时段,而且中国东部较强的辐射强迫还可能维持至2030s左右;在未来中、高排放情景下,东亚区域以上两种气溶胶预计对全球气溶胶辐射强迫有更大的贡献.分析还表明,夏季东亚区域较强的水汽会增强吸湿性硫酸盐气溶胶的光学厚度和晴空直接辐射强迫;云的作用一方面会强化东亚区域全天空条件下大气顶黑碳的辐射强迫,另一方面会影响硫酸盐气溶胶间接云反照率强迫的季节变化;上述气候特征的差异使得东亚区域的气溶胶辐射强迫表现出与欧美区域有所不同的特征.本文所用的气溶胶资料与模式气象场的偏差会给气溶胶辐射强迫计算带来一些不确定性,进一步改进气候模式中气溶胶过程、水汽和云等气象场的模拟将有助于获得更为合理的区域气溶胶辐射强迫估算结果. 相似文献
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建立了一个包含地表起尘机制的尘粒表面非均相化学模式, 并与区域气候——大气化学模式系统连接. 研究了沙尘气溶胶表面的非均相过程对大气中一些重要微量成分浓度的影响及其所产生的气候效应. 结果表明,非均相过程使得二氧化硫和臭氧的浓度降低,硫酸盐浓度增加,年平均硫酸盐积分浓度增加26mg/m2;在部分地区非均相过程使二氧化氮浓度降低,而在另外一些地区,则使二氧化氮浓度增加. 1,4,7,10月四个月硫酸盐浓度增加造成的辐射强迫最大值分别为-0.24,-1.0,-2.0,-0.6 W/m2,全区域年平均辐射强迫为-0.033 W/m2. 四个月最大降温分别可达0.16,0.35,0.5,0.48K,年平均降温0.021K. 非均相过程对月总降水亦有明显的影响. 相似文献
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目前紫外后向散射反演臭氧总量的所有算法，都将云考虑成不透明的Lambertian反射体，并假定云顶有效反照率不随波长的变化而变化.然而本文通过模拟计算发现，由于云散射、瑞利散射、臭氧吸收三种作用的综合结果，云顶的有效反照率是与波长相关的，即使光学厚度比较大的云，辐射也可由云顶继续向下传输，因而会受到云顶以下臭氧吸收的影响.用V7方法进行反演，模拟计算结果表明：云的出现使得云顶以下，特别是云内光程增强，导致紫外波段的臭氧吸收衰减增大，所以反演出的臭氧总量值比真实值偏大，本文称这种现象为“云吸收效应”，并讨论了该效应的影响因子.最后，在辐射传输模拟的基础上建立一套反演算法，大大减弱了“云吸收效应”的影响. 相似文献
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测量夜间135.6 nm大气气辉辐射强度是目前有效的电离层探测方式之一,我国即将在风云三号卫星上搭载仪器,利用该波段夜气辉辐射测量来反演电子总含量(本文所指电子总含量表示卫星高度以下大气柱的电子含量)及峰值电子密度,因此非常有必要开展相关的气辉发光模型及反演研究.在介绍氧原子135.6 nm波段夜气辉激发机制基础上,考虑辐射在传输过程中受到大气氧原子的散射及氧气分子的吸收,采用迭代法求解包含多次散射及大气吸收衰减的辐射传输方程,得到该波段的体发射率,最终通过考虑包含辐射传输的路径积分计算得到135.6 nm气辉辐射强度值.对结果的分析表明:该气辉模型能较好地描述体发射率随高度的分布特征,计算得到的135.6 nm夜气辉辐射强度在不同时空及太阳活动的分布与相应条件下峰值电子密度(NmF2)及电子总含量(TEC)的分布基本一致.相同的时空及太阳活动输入条件下,模式计算的135.6 nm夜气辉辐射强度与国外同类模式结果的值平均偏差约为3%.文中最后介绍了通过135.6 nm夜气辉的辐射强度探测来反演电离层峰值电子密度NmF2及电子总含量TEC的反演方法. 相似文献
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本文利用2013年6月至2015年10月北京南苑观象台两年多午后臭氧探空资料，初步分析了北京城区大气混合层内臭氧浓度的垂直分布规律以及典型天气条件下大气边界层臭氧的变化特征.主要结果有：（1）季节平均而言，地表至对流层中部（8 km）的臭氧浓度在夏季最高，冬季最低，相差50~130 μg·m-3，最大差异在边界层.总体而言，对流层臭氧浓度随高度有比较缓慢的增加，但是边界层内臭氧浓度的垂直结构随季节有比较大的差异：夏季混合层中部存在一个臭氧浓度极大值，这与夏季比较强的光化学生成臭氧有关；而在冬季地面臭氧浓度很低，平均值小于40 μg·m-3，说明冬季地面是臭氧很强的汇.（2）臭氧浓度季节内变率的季节差异也十分明显，夏季最大、冬季最小.季节内变率在从边界层向自由对流层过渡区域最小（夏季为24 μg·m-3，冬季仅为10 μg·m-3），在边界层内变率较大，夏季可达64 μg·m-3（冬季为30 μg·m-3），这也说明边界层化学过程明显影响臭氧浓度的变化.（3）我们从所有白天样本中严格筛选了部分混合层样本，并把臭氧浓度在由混合层向自由大气过渡时的垂直分布分成了三类，即臭氧浓度随高度增大（Ⅰ型）、减小（Ⅱ型）以及基本稳定不变（Ⅲ型）；臭氧垂直结构类型有明显的季节特征，夏季主要是Ⅱ型，而冬季则以Ⅰ型为主.（4）此外，我们还针对一些典型天气过程（强风、静稳雾天和PM2.5污染）边界层内臭氧的变化特征进行了分析，结果表明：强风切变产生的机械对流引起的充分混合，有利于高层臭氧向低层输送，使得混合层内臭氧浓度的垂直梯度明显减小，同时混合层高度较高，达3 km以上；在高湿度静稳天气控制下，大气混合层较稳定，对北京上空污染物的垂直扩散十分不利：颗粒物浓度升高，削弱到达近地层的太阳辐射，从而降低臭氧的生成效率，混合层内臭氧浓度与混合层厚度都处于较低水平. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(12)
中短波红外同时含有来自太阳反射和大气发射的能量,关于该波段的大气辐射传输计算是光学遥感领域一项基础性和应用性很强的工作,国内研究并不多见.本文基于累加法,考虑了有限薄层条件下太阳直射反射、多次散射、大气发射三项基本因素的近似计算,构建了可以同时处理太阳散射和大气发射并存的中短波红外大气辐射传输计算模型.同国际通用的DISTORT模型比较了夜晚单层云、白天多层气溶胶、水云冰云双层云以及多层云、气溶胶同时存在4种场景下的计算精度.结果显示:除个别通道外绝对偏差均小于2×10~(-6)K,同样条件下计算速度是DISORT算法的2~3倍.利用该模型对影响计算精度的4个因素模拟分析显示:在2230~2400cm~(-1)强吸收带大气热发射辐射有很大的贡献,太阳入射辐射可以忽略;在2400~2580cm~(-1)窗区波段,忽略太阳辐射可以引入几十K的误差;采用层平均温度简化热辐射计算,在强吸收波段计算误差相对较大;基于单次散射假设的累加法最小光学厚度值越小,计算误差越小.满足计算精度需求条件下可以考虑采用大气分层平均热辐射简化、选择合适最小光学厚度值,以提高计算效率.该研究构建的自主辐射传输计算模型,将在处理国产星载高光谱仪器的资料模拟、反演、同化中发挥作用. 相似文献
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研究了印度境内的喜马拉雅山地区峰值地面水平加速度的一种衰减关系。资料源自印度强震台阵记录的５次地震中提取的６６个峰值地面水平加速度。目前使用的分析方法是两步成层的回归模型,其衰减关系假设为：ｌｏｇ（Ａ）＝－１．０７２＋０．３９０３Ｍ－１．２１ｌｏｇ（Ｘ＋ｅ＾０．５８７３Ｍ）式中,Ａ为峰值地面加速度（ｇ）,Ｍ为城级,Ｘ为震源距。残差平方和为０．１４。把这一衰减关系与其他的衰减关系进行了比较。与其它关 相似文献
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2001年3月7日与8日在香港与昆明用电化学臭氧探空仪探测到了对流层低层异常的高浓度臭氧分布. 本文使用NCEP（美国环境预报中心）分析资料、中尺度数值模式MM5模拟的大气环流数据、卫星观测的东南亚地区的生物体燃烧状况、气溶胶指数等资料,分析了这段时间的天气形势、大气环流、空气的后向轨迹以及生物体燃烧产生的烟尘的轨迹,结果发现高浓度的臭氧空气来源于有生物体燃烧的中南半岛地区. 燃烧烟尘的轨迹还表明生物体燃烧地区的下风方的对流层低层臭氧的分布会受到上游地区生物体燃烧产物的影响. 相似文献
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一种基于卫星遥感AOT估算近地面颗粒物的方法 总被引：9，自引：0，他引：9
本文建立了一种基于卫星遥感AOT估算近地面颗粒物浓度的新方法.该方法考虑大气边界层厚度和近地面相对湿度的区域分布变化情况,基于大气边界层模式模拟结果和卫星遥感气溶胶光学厚度进行近地面颗粒物浓度估算.基于RAMS模拟结果和MODIS气溶胶光学厚度数据,利用该方法获得了华北地区近地面PM2.5质量浓度.并用研究区域中16个地面站点的颗粒物浓度监测数据对估算结果进行了评估.结果表明,遥感反演的近地面PM2.5与地面监测数据在趋势上基本一致,二者相关R2达到0.61.与此同时,又利用地面激光雷达和气象仪测量结果对MODIS气溶胶光学厚度数据进行了近地面颗粒物估算,并将估算的结果与新方法得到的估算结果进行了比较.比较结果表明,新方法获得的估算结果与地面监测数据具有更好的相关性,和常规方法相比,相关R2从0.32提高到0.62. 相似文献
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研究了用峰值地面运动加速度（APG）、 峰值地面运动速度（VPG）、 峰值地面运动位移（DPG）、 谱加速度AS(T1)（在结构基阶周期的谱加速度值）和VPG / APG作为地面运动强度度量参数（IM）与双线性单自由度（SDOF）结构系统的变形需求之间的相互关系， 并用相关系数rho;表示. 通过非线性动力分析得到的结果表明， 谱加速度AS(T1)和VPG与双线性SDOF结构系统的变形需求有着很好的相关性. 因而， 进一步研究了分别以谱加速度AS(T1)和VPG作为IM时， 对3个周期（T=0.3 s、1.0 s和3.0 s）的SDOF结构系统的变形需求估计时的有效性（这里的有效性是指在给定IM下结构响应的离散性）. 相似文献