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宁夏典型沙尘天气条件下气溶胶分布特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《高原气象》2015,(4)
利用2006-2010年期间云—大气气溶胶激光雷达红外探索卫星(CALIPSO)星载激光雷达(CALIOP)数据和宁夏地区常规气象观测资料,分析研究了典型沙尘天气条件下宁夏地区大气气溶胶光学性质的分布特征。结果表明:CALIPSO资料能有效地反映宁夏地区沙尘气溶胶相关特性的垂直分布特征。在沙尘天气下,处于贺兰山背风坡海拔较高区域的沙尘可以被抬升到对流层中层以上,近地层大气中主要以粗粒子为主,不规则的非球形气溶胶随着高度的增加而增加,高层大气中以波长比在0.4~2.0之间的粗粒子为主、退偏比在0.4以上的不规则非球形气溶胶在7 km、10 km左右高度出现极大值,这与沙尘天气下湿度垂直分布廓线相一致。在晴空天气条件下,退偏比均在0.2以下,波长比主要在0.2~0.4之间,且两者出现频率随高度的变化较小。在沙尘天气下宁夏地区气溶胶光学厚度主要分布在0.60~2.00之间,晴空天气下主要分布在0.33~0.43之间。 相似文献
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《高原气象》2020,(4)
选取塔里木盆地(矿物沙尘源)、伊朗高原(矿物沙尘传输区)和咸海地区(盐尘源)三个典型代表区,结合近10年(2007-2016年)的主动(CALIOP/CALIPSO)和被动(OMI/Arua)卫星遥感气溶胶产品,对比分析了沙尘与盐尘气溶胶光学特性的异同。结果表明:(1)柱气溶胶光学厚度具有相似的逐月变化规律,塔里木盆地和咸海地区最大值出现在4月,而伊朗高原出现在夏季;(2)塔里木盆地和咸海地区的气溶胶最大出现频率均接近近地面,而伊朗高原主要集中在海平面以上2～3 km;(3)伊朗高原传输型沙尘与咸海地区盐尘的不规则程度均小于塔里木盆地源区沙尘,且盐尘的粒径大小明显小于矿物沙尘,CALIOP将其主要识别为污染沙尘;(4)咸海地区盐尘的光学吸收性与塔里木盆地源区沙尘相当,略大于伊朗高原的传输型沙尘。 相似文献
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复杂地形城市冬季边界层气溶胶扩散和分布模拟 总被引：1，自引：5，他引：1
着眼于城市冬季气溶胶扩散特征问题,针对地形复杂的兰州市及周边地区,开发了WRF模式,使之与包含了大气气溶胶辐射效应和气溶胶粒子扩散的综合大气边界层数值模式嵌套,以模拟城市冬季边界层气溶胶的扩散和分布规律。通过一个个例的模拟结果分析,揭示了兰州冬季气溶胶的扩散分布的如下特征;市区盆地内100 m以下存在东、西两个浓度高值中心,中心值为0.6~3.0 mg.m-3,往上浓度递减,1000 m高度处仅为0.02 mg.m-3。受排放源强、源高、气象场等因素的共同影响,白天盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化强烈,白天浓度随时间最大变化幅度为1.0 mg.m-3。气溶胶输送扩散高度可达到600~800 m,此高度以上浓度值很小。代表性测点上模拟的气溶胶浓度廓线表明,中午浓度达到最高,垂直扩散最强。这些结果与以往的烟雾层高度观测和气溶胶光学厚度观测结果吻合。夜间,盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化减弱,气溶胶输送扩散高度在400~500m,夜间浓度随时间变化平均幅度为0.05 mg.m-3。 相似文献
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基于CALIPSO卫星2007-2018年的三级平流层气溶胶廓线资料，本文分析西南地区平流层气溶胶的光学特性。结果表明：首先，在地理和季节上西南地区平流层气溶胶浓度较低。在夏季，西南地区平流层气溶胶光学厚度的均值出现最大值0.0007。其次，平流层气溶胶总衰减后向散射值的廓线分布随着高度的增加而减小，在10~11千米高度处出现最大值。这可能是由于对流层顶部和平流层底部之间气溶胶的相互交换。同时，平流层气溶胶总衰减后向散射值的纬向（北纬22.5°-32.5°）分布在七月出现均值最大值为0.0006×10-3 km-1sr-1，而径向分布（东经90°-110°）在一月出现最大值为0.0018×10-3 km-1sr-1。 相似文献
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基于2007—2021年CALIPSO和MODIS主、被动卫星遥感探测数据,对塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠的气溶胶光学特性时空分布特征进行探究及对比分析。结果表明：（1）两大沙漠的沙尘气溶胶对总气溶胶的贡献率最大,气溶胶类型季节变化的相对单一性反映了塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠地区存在沙漠沙尘排放对总气溶胶成分的显著影响;（2）塔克拉玛干沙漠气溶胶光学厚度AOD的峰值出现在春季（春季>夏季>秋季>冬季）,而撒哈拉沙漠AOD的峰值出现在夏季（夏季>春季>秋季>冬季）;（3）撒哈拉沙漠总气溶胶抬升高度与塔克拉玛干沙漠相近,但近地面层消光系数明显小于塔克拉玛干沙漠;塔克拉玛干沙漠的消光系数平均值在所有季节中均大于撒哈拉沙漠,故塔克拉玛干沙漠的沙尘气溶胶AOD比撒哈拉沙漠的大;相比沙漠沙尘气溶胶,塔克拉玛干沙漠和撒哈拉沙漠都无明显的污染沙尘和抬升烟活动。上述研究结果揭示了两大沙漠源区沙尘气溶胶光学特性的观测事实与利用大气气溶胶时空变化特征反映区域气候变化的可能性。 相似文献
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热带测雨卫星测雨雷达探测的亚洲夏季积雨云云砧 总被引：6，自引：1，他引：5
热带测雨卫星(TRMM)测雨雷达探测产品资料中"其他"类型降水一直被忽略,它具有什么物理含义也无从知晓。文中利用个例分析和统计分析方法,对10年夏季亚洲"其他"类型降水进行了研究。个例分析结果表明"其他"类型降水的平均廓线表现了积雨云云砧特征,其廓线峰值(约0.6—1.0 mm/h)高度位于8—10 km,且云砧顶部具有0.8以上的可见光平均反射率和低于215 K远红外平均亮温;根据个例中积雨云云砧廓线特点,文中定义5 km以上各层累计降水率大于1 mm/h为云砧廓线,对亚洲夏季积雨云云砧样本进行了统计,结果表明该地区夏季云砧样本占"其他"类型降水样本总数的近70%;统计结果还表明夏季亚洲积雨云云砧出现频次为0.1%—0.4%,它至少超过对流降水频次的十分之一,亚洲云砧出现频次的特点是陆面高于洋面;云砧的结构特点表明云砧平均厚度3—4 km,其底部高度约6 km,顶部高度在10—12 km;云砧的平均可见光反射率在0.8—0.9,远红外平均亮温低于220 K。 相似文献
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Towards a combined SAGE Ⅱ and SCIAMACHY aerosol dataset and implications for stratospheric aerosol trend analysis over East Asia 
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下载免费PDF全文 《大气和海洋科学快报》2017,(5)
利用SCIAMACHY临边探测资料反演出平流层气溶胶消光系数廓线。将2003–2004年SCIAMACHY气溶胶反演结果同SAGE Ⅱ探测结果进行对比,结果表明在15–35 km高度范围,反演结果在20–30°N和30–40°N范围平均相对偏差小于20%,在40–50°N范围小于25%。计算出的平流层气溶胶光学厚度与SAGE Ⅱ探测结果的相对偏差在3个纬度范围均小于6%。将SCIAMACHY反演结果与SAGE Ⅱ探测资料相结合,构建平流层气溶胶长期探测资料。根据这些资料,分析东亚(20–50°N,70–150°E)平流层气溶胶变化趋势。结果表明东亚平流层气溶胶在2000–2010年期间呈现显著增加趋势。平流层气溶胶光学厚度在这11年期间平均每年增加5%。中等强度火山爆发对平流层气溶胶增加有显著影响。 相似文献
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北京地区沙尘天气气溶胶飞机观测特征 总被引：5，自引：0，他引：5
利用3次沙尘天气期间的气溶胶飞机观测资料,分析了北京地区在3种沙尘天气下气溶胶垂直分布特征。结果显示:逆温层的存在对扬沙个例的垂直分布有影响。数密度谱的分布基本呈单调递减,但边界层内扬沙、浮尘和沙尘暴个例都在0.13~0.3μm间存在峰值,而扬沙个例在0.8μm,浮尘个例在6.5μm以及沙尘暴个例在2.8和6.5μm处出现次峰值。沙尘中细粒子的有效直径是人为源气溶胶粒子的4到10倍。浮尘天气整个粒子谱宽从近地面层开始随高度先增大后减小,到3000m达到最大,这与高空输送有关;扬沙个例沙尘粒子谱分布显示近地面层大于50μm段粒子谱无论数浓度还是谱宽都明显高于浮尘和沙尘暴个例,这与扬沙是局地大风扬尘引起有关;沙尘暴个例谱宽在接近云底达到最大,说明大粒子已经被携带到一定高度,与蒙古气旋云系的上升运动有关。 相似文献
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Comparisons of cloud detection among four satellite sensors on severe haze days in eastern China 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 云在天气、气候和地球能量平衡中非常重要。雾霾地区不同卫星云探测精度如何的研究较少。本论文详细比较了中国东部地区2015–2016年冬季2次严重雾霾天气时,"A-Train"星群上四个遥感器的云探测。结果显示,在雾霾区域,MODIS/Aqua真彩色图和CALIOP/CALIPSO清楚地观测到气溶胶层时,AIRS/Aqua、CALIOP和CPR/CloudSat没有观测到云,而MODIS则观测到云顶高度接近地面的云,表明MODIS将气溶胶误判为云。更多雾霾天气个例结果显示,在雾霾区域,MODIS云量比AIRS云量高13%–49%,平均高36%. 相似文献
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PARASOL （Polarization ＆ Anisotropy of Reflectances for Atmospheric Sciences coupled with Ob- servations from a Lidar） multi-channel and mul- ti-directional polarized data for different aerosol types were compared. The PARASOL polarized radiance data at 490 nm, 670 nm, and 865 nm increased with aerosol optical thickness （AOT） for fine-mode aerosols; however, the polarized radiances at 490 nm and 670 nm decreased as AOT increased for coarse dust aerosols. Thus, the vari- ation of the polarized radiance with AOT can be used to identify fine or coarse particle-dominated aerosols. Polar- ized radiances at three wavelengths for fine- and coarse-mode aerosols were analyzed and fitted by linear regression. The slope of the line for 670 nm and 490 nm wavelength pairs is less than 0.35 for dust aerosols. However, the value for fine-mode aerosols is greater than 0.60. The Support Vector Machine method （SVM） based on 12 vector features was used to discriminate clear sky, coarse dust aerosols, fine-mode aerosols, and cloud. Two cases were given and validated by AErosol RObotic NETwork （AERONET） measurements, MODIS （Mod- erate Resolution Imaging Spectroradiometer） FMF （Fine Mode Fraction at 550 nm） images, PARASOL RGB （Red Green Blue） images, and CALIOP （Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization） VFM （Vertical Feature Mask） data. 相似文献
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CHEN Bin ZHANG Peng ZHANG Beidou JIA Rui ZHANG Zhijuan WANG Tianhe ZHOU Tian 《Acta Meteorologica Sinica》2014,28(6):1029-1040
In this paper, the methods to detect dust based on passive and active measurements from satellites have been summarized. These include the visible and infrared (VIR) method, thermal infrared (TIR) method, microwave polarized index (MPI) method, active lidar-based method, and combined lidar and infrared measurement (CLIM) method. The VIR method can identify dust during daytime. Using measurements at wavelengths of 8.5, 11.0, and 12.0 μm, the TIR method can distinguish dust from other types of aerosols and cloud, and identify the occurrence of dust over bright surfaces and during night. Since neither the VIR nor the TIR method can penetrate ice clouds, they cannot detect dust beneath ice clouds. The MPI method, however, can identify about 85% of the dust beneath ice clouds. Meanwhile, the active lidar-based method, which uses the Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization (CALIOP) data and five-dimensional probability distribution functions, can provide very high-resolution vertical profiles of dust aerosols. Nonetheless, as the signals from dense dust and thin clouds are similar in the CALIOP measurements, the lidar-based method may fail to distinguish between them, especially over dust source regions. To address this issue, the CLIM method was developed, which takes the advantages of both TIR measurements (to discriminate between ice cloud and dense dust layers) and lidar measurements (to detect thin dust and water cloud layers). The results obtained by using the new CLIM method show that the ratio of dust misclassification has been significantly reduced. Finally, a concept module for an integrated multi-satellites dust detection system was proposed to overcome some of the weaknesses inherent in the single-sensor dust detection. 相似文献
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华北平原是我国主要农作物产区,田间秸秆焚烧现象普遍存在,选取秋收季节（2014年10月）分析了秸秆燃烧的排放特征,利用区域化学传输模型WRF-Chem模拟研究了燃烧排放对气态前体物及其氧化产物的影响,以及最终导致的PM2.5中硫酸盐、硝酸盐和铵盐的变化。研究表明:2014年秋收季节,河南和山东等省份的秸秆燃烧排放会在东南风的输送作用下影响京津冀地区;秸秆燃烧排放大量挥发性有机物（VOCs）,导致火点源及周边地区大气中主要氧化剂浓度上升,提升了区域大气氧化能力;当携带大量VOCs的秸秆燃烧烟羽与以化石燃料排放为主的城市气团相混合时,大气氧化性增强会加速城市地区人为源排放的NOx和SO2等气态前体物的氧化过程,提高硫酸盐和硝酸盐的形成速率、促进二次无机气溶胶的生成。 相似文献
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2019年5月中旬,中国北方出现大范围沙尘暴天气,此次天气过程持续时间较长,影响范围较大。利用星载激光雷达CALIOP（Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization）和地基激光雷达AD-NET（Asian Dust and aerosol lidar observation NETwork）数据,对此次沙尘天气过程中沙尘气溶胶的分布特征以及沙尘传输过程进行分析;利用国家气象信息中心提供的小时天气实况数据对星载激光雷达资料以及后向轨迹模型HYSPLIT（the HYbird Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory）得到的传输路径进行验证,同时结合空气质量数据分析此次天气过程对空气质量的影响;利用欧洲中心ERA-Interim再分析资料对此次沙尘天气成因进行分析。结果表明:（1）2019年5月10～16日沙尘天气主要分为两阶段,第一阶段为5月10～12日,第二阶段为13～16日。（2）通过CALIOP垂直特征层产品,发现在太平洋地区5～10 km的较高高度上,存在沙尘气溶胶,到达日本地区时,沙尘气溶胶的退偏比和色比平均值分别为0.14和1.29。（3）经过星载和地基激光雷达数据的综合分析,发现5月13～18日期间,沙尘气溶胶对日本长崎站点和韩国济州岛地基激光雷达站点的平均贡献率均值分别为42.16%和39.25%。（4）筛选了星载激光雷达经过日本和韩国站点的轨迹,对比分析两种数据的衰减后向散射系数以及表观散射比,发现两种数据的表观散射比廓线分布具有相近的变化趋势。（5）在沙尘天气期间,颗粒物浓度显著增加,PM10浓度最大值超过1500 μg m?3,是国家一级浓度标准的30倍;而5月11日PM2.5浓度在甘肃省最大,最大值达到国家一级浓度标准的7倍,14日最大值甚至达到12倍;PM10与PM2.5的浓度比值也在甘肃新疆多地达到6以上。（6）内蒙古西部的小槽的加深以及南压,使得西北冷空气稳定南下;在14日,不稳定层结加深导致沙尘天气再一次爆发。 相似文献
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云是天气与气候变化的重要影响因子,准确估量云顶高度和云量对分析云特性、降水及强天气预报、估算云辐射强迫等都具有重要意义。利用2006-2010年6-8月CloudSat卫星搭载的微波云廓线雷达（CPR,简称微波雷达）和CALIPSO卫星搭载的云-气溶胶偏振激光雷达（CALIOP,简称激光雷达）的探测资料,分析了全球云顶高度及云量的空间分布特征。结果表明,热带地区微波雷达探测云顶高度平均比激光雷达低约4 km,但均超过12 km;副热带洋面云顶高度在4 km以下,且两部雷达探测的云顶高度差异存在地域性。微波雷达对薄云、云砧及云顶高度低于2.5 km的低云存在漏判,对厚云的云顶高度偏低估;微波雷达探测的全球总云量均值为51.1%,比激光雷达少23.3%;两者给出的云量分布也存在显著的海-陆差异,其中洋面云量差异更大,如微波雷达测出局部洋面云量为80%,而激光雷达的探测结果却超过90%。由于激光雷达发射波长短,对云顶微小粒子比较敏感,而微波雷达波长较长,对相对较小粒子的探测存在局限性。因此,激光雷达对云顶高度的探测优于微波雷达。此结果不仅加强了对激光雷达和微波雷达探测原理的认识,而且进一步理解了云的气候特征。 相似文献
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Climate forcing by carbonaceous and sulfate aerosols 总被引：3，自引：0，他引：3
An atmospheric general circulation model is coupled to an atmospheric chemistry model to calculate the radiative forcing
by anthropogenic sulfate and carbonaceous aerosols. The latter aerosols result from biomass burning as well as fossil fuel
burning. The black carbon associated with carbonaceous aerosols is absorbant and can decrease the amount of reflected radiation
at the top-of-the-atmosphere. In contrast, sulfate aerosols are reflectant and the amount of reflected radiation depends nonlinearly
on the relative humidity. We examine the importance of treating the range of optical properties associated with sulfate aerosol
at high relative humidities and find that the direct forcing by anthropogenic sulfate aerosols can decrease from −0.81 W m-2 to −0.55 Wm-2 if grid box average relative humidity is not allowed to increase above 90%. The climate forcing associated with fossil fuel
emissions of carbonaceous aerosols is calculated to range from +0.16 to +0.20 Wm-2, depending on how much organic carbon is associated with the black carbon from fossil fuel burning. The direct forcing of
carbonaceous aerosols associated with biomass burning is calculated to range from −0.23 to −0.16 Wm-2. The pattern of forcing by carbonaceous aerosols depends on both the surface albedo and the presence of clouds. Multiple
scattering associated with clouds and high surface albedos can change the forcing from negative to positive.
Received: 29 September 1997 / Accepted: 10 June 1998 相似文献
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Due to increase in population and economic development, the mega-cities are facing increased haze events which are causing important effects on the regional environment and climate. In order to understand these effects, we require an in-depth knowledge of optical and physical properties of aerosols in intense haze conditions. In this paper an effort has been made to analyze the microphysical and optical properties of aerosols during intense haze event over mega-city of Lahore by using remote sensing data obtained from satellites (Terra/Aqua Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO)) and ground based instrument (AErosol RObotic NETwork (AERONET)) during 6-14 October 2013. The instantaneous highest value of Aerosol Optical Depth (AOD) is observed to be 3.70 on 9 October 2013 followed by 3.12 on 8 October 2013. The primary cause of such high values is large scale crop residue burning and urban-industrial emissions in the study region. AERONET observations show daily mean AOD of 2.36 which is eight times higher than the observed values on normal day. The observed fine mode volume concentration is more than 1.5 times greater than the coarse mode volume concentration on the high aerosol burden day. We also find high values (~0.95) of Single Scattering Albedo (SSA) on 9 October 2013. Scatter-plot between AOD (500 nm) and Angstrom exponent (440-870 nm) reveals that biomass burning/urban-industrial aerosols are the dominant aerosol type on the heavy aerosol loading day over Lahore. MODIS fire activity image suggests that the areas in the southeast of Lahore across the border with India are dominated by biomass burning activities. A Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model backward trajectory showed that the winds at 1000 m above the ground are responsible for transport from southeast region of biomass burning to Lahore. CALIPSO derived sub-types of aerosols with vertical profile taken on 10 October 2013 segregates the wide spread aerosol burden as smoke, polluted continental and dust aerosols. 相似文献
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利用MODIS火点、土地类型、植被覆盖、生物质载荷和排放因子等数据产品,开发了露天生物质燃烧排放模型,并将其嵌入空气质量模式WRF-CUACE,通过敏感性试验定量评估了露天生物质燃烧对中国地面PM2.5浓度的影响。研究设计了3种模拟方案,比较模式评估结果发现修订后的方案能更好地模拟PM2.5浓度。结果表明:2014年10月露天生物质燃烧主要集中在我国东北、华南和西南地区,其对PM2.5月平均浓度的贡献达30~60 μg·m-3,局地甚至超过100 μg·m-3;华北、华东和华南地区生物质燃烧对PM2.5月平均浓度的贡献达5~20 μg·m-3。从相对贡献看,东北大部分地区生物质燃烧对地面PM2.5浓度的贡献超过50%,华南地区达20%~50%,西南局部地区甚至超过60%;华北、华中以及华东地区相对较低,平均相对贡献达10%~20%。生物质燃烧越严重的地区,其产生的PM2.5中二次气溶胶的贡献占比越小,反之亦然。 相似文献