甲醛时空变化分析预测与反演以及掩星探测切高校正算法研究

发布时间：2023-02-21 19:10

　　大气中的甲醛是一种对人体和环境极为有害的污染成分,而且在光化学反应中扮演着非常重要的角色。由于地基常规监测数据的缺乏,利用卫星平台对甲醛进行监测并分析其时空变化规律以及进行预测十分有必要。此外,我国即将发射的高分5号卫星搭载了掩星传感器,相比于传统的天底观测方式,掩星观测可以很好的获得痕量成分(如甲醛)的廓线信息。本文主要分为四个部分,针对我国中东部地区的甲醛的分布情况、预测和反演算法进行了研究,然后讨论了对甲醛廓线反演的可能性,并对掩星观测方式的关键参数进行了订正:(1)本文分析了京津冀、长三角和珠三角地区的甲醛时空变化规律并进行了源解析。京津冀地区的甲醛柱浓度呈现出明显的季节性变化特征,夏季的甲醛明显高于春季和秋季,而冬季最低。人为源和甲醛柱浓度之间的相关性较高,其中工业源的排放率较高为43.05±81.42 kg/month/km²,工业源和甲醛柱浓度的相关性为0.50左右。居民源和交通源虽然排放率较小,但是相关性比工业源高,都达到了0.63。人为源中的电厂源对于其它源排放来说,排放率和相关性都较低。在京津冀地区,火点燃烧的空间分布较为离散,对应的相关系数也...

【文章页数】：166 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究目的与研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 甲醛时空变化特征分析
        1.2.2 甲醛卫星遥感反演平台
        1.2.3 大气化学模式与正向模型
        1.2.4 数据融合与预测
        1.2.5 切高参数对掩星、临边观测方式及廓线反演的重要性
    1.3 论文组织
        1.3.1 论文目标与内容
        1.3.2 研究方案
        1.3.3 论文架构
第2章 中国典型经济区甲醛时空变化规律与源解析(2005-2016)
    2.1 Aura/OMI甲醛数据及辅助数据
    2.2 京津冀地区
        2.2.1 研究区介绍
        2.2.2 京津冀地区甲醛分布规律分析
        2.2.3 京津冀地区甲醛源解析
    2.3 长江三角洲地区
        2.3.1 研究区介绍
        2.3.2 长三角地区甲醛分布规律分析
        2.3.3 长三角地区甲醛源解析
    2.4 珠江三角洲地区
        2.4.1 研究区介绍
        2.4.2 珠三角地区甲醛分布规律分析
        2.4.3 珠三角地区甲醛源解析
第3章 甲醛柱浓度与CMAQ模式的融合研究
    3.1 研究区域符号约定
    3.2 CMAQ日均数据量纲转换和积分计算
    3.3 时间序列UKF数据融合研究算法
    3.4 广东省典型城市数据融合结果和精度分析
第4章 近地面甲醛数据的神经网络预测研究
    4.1 逐像元的时间序列预测分析方法和流程
    4.2 广东省典型城市MLP和LSTM预测结果对比分析
    4.3 误差分析和精度评价
第5章 紫外对流层甲醛反演算法研究
    5.1 紫外甲醛遥感反演算法
    5.2 DOAS算法
        5.2.1 经典的DOAS算法
        5.2.2 其他DOAS算法
        5.2.3 现有DOAS甲醛反演算法的不足
    5.3 主成分分析法
    5.4 以OMIDOAS为例的甲醛反演实验
        5.4.1 反演过程
        5.4.2 反演结果
        5.4.3 误差分析
第6章 红外掩星/临边传感器切高校正
    6.1 ACE-FTSLevel-1数据
    6.2 算法设计
    6.3 结果展示与讨论
        6.3.1 敏感性分析
        6.3.2 三景ACE-FTS切高校正结果分析
        6.3.3 误差分析
    6.4 时效性分析
第7章 总结与展望
    7.1 创新点
    7.2 中国东部地区三大经济区甲醛时空变化分析总结
    7.3 甲醛卫星数据和模式数据融合与预测总结
    7.4 切高参数校正总结
    7.5 展望
参考文献
附录 本研究所用的数据源
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3747852