基于中纬度激光雷达和CALIPSO的纳布罗火山气溶胶的观测研究

发布时间：2018-05-27 09:11

本文选题：火山气溶胶 + 激光雷达　；参考：《武汉大学》2016年博士论文

【摘要】：火山爆发是气溶胶的重要来源之一。猛烈的火山爆发甚至可以将释放物喷发至平流层高度。这些平流层气溶胶能够长期存在,并被输送至全球各地,所以它们对地球辐射平衡的影响比较大。纳布罗火山于2011年6月爆发,它是继1991年皮纳图博火山爆发后的最强爆发,释放了大量二氧化碳和水汽进入平流层,导致平流层气溶胶含量增多。本文利用位于武汉大学(30.5°N,114.4°E)的陆基激光雷达和CALIPSO星载激光雷达对平流层纳布罗火山气溶胶进行了为期半年的联合观测,研究了其光学性质、物理性质以及它们随时间的变化。本文利用武汉大学532-nm偏振激光雷达和CALIPSO观测了纳布罗火山气溶胶的时间演变。从纳布罗火山爆发到2011年7月上旬是气溶胶烟羽的形成期。激光雷达测得的后向散射比剖面显示,在此期间武汉上空的纳布罗气溶胶的垂直结构和强度均剧烈变化。这说明此时纳布罗气溶胶在水平方向上分布不均匀。由CALIPSO计算的平流层气溶胶光学厚度的全球分布可知,纳布罗烟羽首先随着亚洲季风反气旋的边界运动,接着随着气溶胶含量的增多,纳布罗火山气溶胶逐渐充满整个反气旋内部。这说明平流层中有二氧化硫气体转换成为了气溶胶或者有对流层上部的气溶胶被输运到了平流层。2011年七月上旬到八月中旬是纳布罗气溶胶的水平输运时期。这期间,纳布罗颗粒从亚洲反气旋内部逐渐被输运到整个北半球,武汉上空的平流层气溶胶光学厚度也快速下降。直到八月中旬纳布罗气溶胶在北半球上空形成了一片水平均匀分布的气溶胶层。2011年八月中旬至同年年底是纳布罗气溶胶的局地净化期。这期间,武汉上空的纳布罗气溶胶层呈单峰结构并逐渐衰减,对应的层光学厚度e倍衰减时间约为130天。2011年7月8日,武汉大学532-nm偏振激光雷达和355-nm六通道激光雷达同时同地进行了纳布罗气溶胶的观测。这两台激光雷达的数据显示,纳布罗气溶胶的埃指数偏大、退偏比偏小,这说明多数纳布罗气溶胶颗粒粒径小、呈球状。由气溶胶的光学参数可估算其物理参数。计算结果表明,纳布罗气溶胶颗粒的有效半径约为0.26微米,纳布罗释放到平流层中的气溶胶总质量约为0.32 Tg。为了研究纳布罗气溶胶对卷云是否有影响,本文利用武汉大学532-nm偏振激光雷达数据统计了2010年10月至2014年3月期间武汉上空夜间卷云的性质。结果显示,纳布罗气溶胶对卷云的光学性质(后向散射系数)没有明显影响,但可能增大了高高度卷云在秋天的出现概率。
[Abstract]:The volcanic eruption is one of the most important sources of aerosol . The intense volcanic eruptions can even spray the release to the level of the Stratosphere .
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P317.6

【参考文献】