The influence of methane, acetylene and carbon dioxide on the crystallization of supercooled ethane droplets in Titan's clouds     

E. Kathrin Lang 《Planetary and Space Science》2011,59(8):722-732

Spectroscopic studies of the homogeneous and heterogeneous crystallization of supercooled ethane aerosol droplets performed under conditions representative of those in Titan's lower atmosphere are presented. Pure ethane aerosols and both internally- and externally-mixed ensembles of ethane/acetylene and ethane/carbon dioxide aerosols were generated in a bath gas cooling cell and their freezing dynamics monitored using infrared absorption spectroscopy. A detailed overview of the spectroscopic signatures of pure ethane and mixed ethane/acetylene and ethane/carbon dioxide aerosols and their phase-dependence is provided. The ice-nucleating efficiencies of acetylene and carbon dioxide aerosols were compared, as were the efficiencies of freezing via an immersion or contact freezing mechanism. The spectral data provided will be of significant use for remote sensing applications, while the nucleation studies have important consequences for models of Titan's ethane clouds.  相似文献   

Atmospheric aerosol pollution across China: a spatiotemporal analysis of satellite-based aerosol optical depth during 2000–2016     

《International Journal of Digital Earth》2013,6(7):843-857

ABSTRACT

Increasing attention has been paid to the deterioration of air quality in China during the past decade. This study presents the spatiotemporal variations of aerosol concentration across China during 2000–2016 using aerosol optical depth (AOD) from the atmospheric product of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer. Percentile thresholds are applied to define AOD days with different loadings. Temporally, aerosol concentration has increased since 2000 and reached the highest level in 2011; then it has declined from 2011 to 2016. Seasonally, aerosol concentration is the highest in summer and the lowest in winter. Spatially, North China and Sichuan Basin are featured by high aerosol concentration with increasing trends in North China and decreasing trends in Sichuan Basin. North, Southeast and Southwest China have been through increasing days with low AOD loading; however, Northeast China has experienced increasing days with high AOD loading. It is likely that air quality influenced by aerosols has notably improved over North China in spring and summer, over Southwest and Southeast China in autumn, but has degraded over Northeast China in autumn.  相似文献   

地球静止卫星和网格化站点支持下的PM_2.5精细制图     

范东浩  秦凯  杜娟  何秦  辛世纪  刘鼎医 《遥感学报》2022,26(5):1015-1026

许多城市建立的相对稠密的网格化监测站点,为精细化监管城市空气质量奠定了基础。本文选用徐州市网格化监测数据、地球静止卫星Himawari-8/AHI及COMS/GOCI的表观反射率和气溶胶光学厚度数据、气象和其他辅助数据,开展了徐州地区0.005°空间分辨率网格的PM_2.5浓度精细化制图研究。本文使用了极端梯度提升（XGBoost）、随机森林（RF）及时空加权回归（GTWR）等3种方法,并选用多种特征参数组合进行对比分析。综合分析模型精度和过拟合程度,结果表明XGBoost模型表现最好,其R²为0.90,RMSE为11.65 μg/m³。进一步将本文结果与国控站点、清华大学的TAP数据集和马里兰大学的CHAP数据集的对比分析,结果表明基于网格化站点的PM_2.5制图结果能更好地反映城市内部不同区域的PM_2.5浓度分布差异性,弥补因国控站点稀疏带来的缺陷,更好地服务于城市空气质量精准管控。  相似文献   

东亚地区人为气溶胶直接辐射强迫及其气候效应的数值模拟   总被引：6，自引：6，他引：0  

王莹  沈新勇  王勇  吉振明  周伟灿 《气象科学》2012,32(5):515-525

利用耦合化学过程的区域气候模式RegCM3,模拟研究3种主要人为排放气溶胶(硫酸盐、黑碳、有机碳)对东亚区域气候的影响.计算分析近20 a来3种气溶胶的时空分布、综合辐射强迫作用及其对地面气温和降水的影响.模拟结果表明:3种气溶胶冬夏季分布有所不同,冬季气溶胶大值区主要分布在南方地区,而夏季大值区北移;气溶胶短波辐射强迫在大气层顶和地面均为负值;气溶胶的加入对东亚地区地表气温有明显影响,冬季降温中心位于四川盆地,夏季降温大值区位于华北地区.气溶胶直接气候效应使得冬季东亚大部分地区降水减少,夏季东亚地区降水与中国南方地区夏季气溶胶浓度有较好的相关关系,中国东部雨带有南移趋势.  相似文献   

基于能见度及AOD数据的北京市PM2.5浓度的反演     

杨颖川  葛宝珠  郝赛宇  徐丹卉  刘颖  甘璐  王自发 《气候与环境研究》2020,25(5):521-530

选择北京市为研究地区,对2014～2017年AERONET（Aerosol Robotic Network）提供的CE-318太阳光度计440 nm波段反演的气溶胶光学厚度（AOD）进行风速订正,对订正后 AOD 日均数据与同期地面监测站PM2.5日均浓度数据做季节相关性分析并建立回归模型。又引入能见度因子并利用广义差分法构建2015～2017年北京市AOD与PM2.5浓度、能见度的三元回归模型,最后将2014年数据分为污染日和非污染日分别进行模型检验。结果表明:AOD与PM2.5浓度存在显著的线性正相关性,且存在季节性差异,夏季相关性最强、秋季次之、春季和冬季最低。引入能见度因子并消除自相关后,四季的模型相对误差均显著减小,模型拟合优度显著提高。检验结果为四季整体的平均相对误差在21%～31%范围内,与前人的结果相比拟合曲线的准确性得到了明显地提高。且模型对低PM2.5浓度日的模拟效果较好,对于高PM2.5浓度日的模拟效果较差。本研究对构建北京地区PM2.5浓度长期的历史数据具有重要的科学意义。  相似文献   

东北地区夏季不同等级降水变化特征及小雨雨量减少成因分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈东辉  佟晓辉  郭刚  李德帅  刘达 《气候与环境研究》2020,25(5):531-542

利用1961～2017年我国东北地区96个站点逐日降水、相对湿度和气温等资料,运用趋势分析、Mann-Kendall突变检验等方法,分析了东北地区夏季小雨、中雨、大雨、暴雨的气候变化特征,并对东北地区小雨量减少进行了成因分析,得出主要结论如下:东北地区夏季总降水量与各量级降水频率和贡献率均呈显著的正相关,总降水量的多寡受大雨频率及贡献率的影响最为显著。小雨量和中雨量的减少是导致东北地区夏季总降水量减少的主要原因,暴雨量受暴雨贡献率增加影响呈增加趋势。小雨量和小雨贡献率在1993年前后出现了年代际突变,小雨贡献率的突变是造成小雨量年代际突变的内在因素。东北地区总降水量呈减少趋势的站点有72个;小雨量呈减少趋势的站点有85个,显著减少的站点数达到25个;中雨量呈减少趋势的站点有70个,显著减少的站点只有9个;大雨量呈增加与减少趋势的站点数相当;而暴雨量呈增加趋势的站点数大于减少的站点数。从云形成机制角度出发,分别讨论大气水汽、温度、气溶胶浓度变化对东北地区小雨量减少的影响。结果表明,在全球变暖背景下东北地区气温增加和气溶胶浓度增加是导致该地区小雨量减少的主要原因。  相似文献   

非均相化学过程在青藏高原臭氧低谷形成中的作用   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘煜  李维亮  周秀骥 《气象学报》2010,68(6):836-846

分析SAGE II资料发现:青藏高原对流层顶最高不超过17.6 km,夏季平均在17 km以下:来自对流层中低层的物质很少能被输送到17.5 km以上,来自对流层中低层的输送不会长时间持续地影响17.5 km以上的区域。青藏高原以及同纬度地区在15 20 km高度温度低于210 K,非均相化学反应可能在此起着重要作用。夏季青藏高原臭氧低谷的形成高度主要是15—20km,而且是长时间持续性的。分析结果显示:15—20km非均相化学过程在夏季青藏高原臭氧低谷的形成中可能起重要作用,特别在17.5—20km高度其所起的作用可能是主要的;而在17.5 km以下,从以往的研究可以知道青藏高原的动力和热力作用对夏季青藏高原臭氧低谷的形成起着主要作用。在春季和秋季,青藏高原上15—20km的臭氧"亏损"也可能是由于非均相化学过程造成的,使得青藏高原臭氧低谷每年从4月持续到10月。并且,影响非均相化学过程的主导因素可能是温度。  相似文献   

太阳光度计反演气溶胶参数的方法比较   总被引：2，自引：0，他引：2  

贺千山  杨引明  耿福海  周广强  刘东韡  王蔚 《气象学报》2010,68(3):428-438

气溶胶光学厚度(AOD)、一次散射反射比(ω_0)、粒子谱分布和散射相函数是表征气溶胶光学微物理特征的重要参数。利用CE318太阳光度计的直接测量数据与平纬圈测量数据基于Skyrad.pack算法可以用于反演这些气溶胶参数。结合光度计标定结果以及针对观测数据的严格去云方案和质量控制措施,利用该算法对几种不同的大气混浊度状况计算了上述气溶胶参数。计算结果与基于Dubovik算法的AERONET业务产品进行了比较,发现两种方法得到的结果大部分比较一致。虽然在大气混浊度较小的情况,Skyrad反演的ω_0和谱分布中的小粒子体积浓度与Dubovik结果相比有很大差异,同时Skyrad的计算误差较大,说明在实际AOD较小时,Skyrad算法的稳定性较低,但其反演结果依然能够在一定程度上表征气溶胶的光学特征。基本分析表明,基于Skyrad.pack算法的等天顶角观测反演结果在一定的大气混浊度和合适的太阳天顶角条件下是合理的,能够用于未纳入AERONET体系的光度计观测的气溶胶光学微物理参数研究。  相似文献   

我国大气透明度系数的时间变化     

方先金  翁笃铭 《地理学报》1988,(1)

作者在文献[1]中探讨了我国大气透明度系数的空间分布及其主要影响因子。本文则探讨大气透明度系数的时间变化,特别是它的长期变化及其成因。结果发现:火山爆发可使大气透明度系数明显减小;由于人类活动影响,冬季大气透明度系数P_2、P_d有明显的减小趋势,P_2、P_d与用煤量等污染指标有很好的负相关。文中还对大气可降水含量的气候学推算方法进行了探讨。本文应用1820—1983年的地球自转变化率资料,分析出地球自转变化存在准44个月、准11年、准24年和准49年的周期。南方涛动指数的变化,大气活动中心位置的移动,赤道东太平洋海温的异常等,都能从地球自转速度变化思期中找到关系。已经发现,在地转长期(准24年和准49年周期)加(减)速时,南方涛动指数减弱(增强),大气活动中心向西北(东南)移动,非洲干旱区降水偏多(偏少);同时发现:在地转短期(准44个月周期)加(减)速时,赤道东太平洋海温降低(升高)。  相似文献   

一种基于FY3D/MERSI2的AOD遥感反演方法     

陈辉  厉青  王中挺  马鹏飞  李营  赵爱梅 《地球信息科学学报》2020,22(9):1887-1896

针对目前国产卫星对气溶胶遥感监测应用较少的情况,本研究综合暗象元和SARA算法优势,基于FY-3D MERSI2数据构建了一套气溶胶光学厚度(Aerial Optical Depth, AOD)快速遥感反演方法。首先,引入了传统暗象元算法中的地表反射率经验关系,然后利用AERONET长时间序列的地基观测数据,构建了红波段和蓝波段气溶胶光学厚度、不对称因子和单次散射率之间的关系,最后利用MOD04和AERONET的AOD产品对研究反演结果进行了验证和评估分析。结果发现：① 本研究反演的AOD不仅保持了与MODIS的气溶胶产品空间分布的一致性,而且合理地呈现了AOD的高值分布,改进了MOD04气溶胶产品在云和亮目标方面反演缺失问题;② 利用AERONET地基观测结果对本研究获取的MERSI2的AOD反演结果进行了对比分析,发现二者具有较高的线性相关性,蓝波段AOD线性相关系数超过0.85;③ 利用MERSI2数据完整地捕捉到了2018年3月9—14日京津冀及周边区域的一次重污染过程中气溶胶时空分布变化情况,这也说明了FY3D卫星具备良好的气溶胶遥感监测能力,为我国灰霾监测和预警提供参考依据。本研究对大力发展国产卫星在大气环境遥感的应用有重要参考意义。  相似文献