南方高海拔地区CCN数浓度参数化及CCN对雨、雾滴谱的影响

发布时间：2017-09-06 20:42

  本文关键词：南方高海拔地区CCN数浓度参数化及CCN对雨、雾滴谱的影响

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【摘要】：量化区域性CCN数浓度是气溶胶全球气候效应评估的重要环节。本文利用2012年9月-10月在黄山观测的气溶胶数浓度(NCN)、CCN数浓度(NCCN)、气溶胶谱(PNSD)及分档活化率(SRAR)数据,基于CCN活化谱、整体活化率、截断粒径和分档活化率等预报因素,利用四大类共7种CCN数浓度参数化方案模拟计算了黄山的NCCN,比较了各方案的利弊,试图寻找适合南方高海拔地区的最优CCN参数化方案。另外,将黄山的CCN参数化方案应用于威宁地区,计算其气溶胶数浓度,并结合威宁的雨、雾滴谱资料,分析了高浓度CCN对云雾降水的影响。主要结论如下：几种方案中,用平均截断粒径Dm结合PNSD计算NccN的效果最好,计算值(NCCN,predicted)与观测值(NCCN,obs)拟合直线的斜率在0.92-1.11之间(过饱和比S=0.109%-0.67%),决定系数(R2)为0.70-0.90,其次是利用平均SRAR结合PNSD计算NCCN的方法,NCCN,predicted/NCCN,obs=0.92-1.02 (R2=0.71-0.91);参数化CCN谱的方法仅在高过饱和比下可合理估计NCCN(S=0.67%时,R2≥0.85),且该方法更适用于相对清洁地区；利用整体活化率计算NCCN有明显高估,因此不适用于黄山NCCN估计,而相对硫酸的整体活化率的方法是一种可行方案。威宁CCN数浓度具有明显日变化特征,分别在中午12：00前后、下午16：00和晚上20：00出现峰值,导致威宁CCN日变化的主因是居民生活排放,火电厂源排放,边界层变化及环境气象条件的共同作用；利用N=CSk拟合威宁CCN活化谱,拟合参数C=14288 cm-3,k=0.8,属典型大陆型核谱；威宁污染时期的雨、雾滴谱均比清洁时期窄；无论清洁与污染时期,其雨雾滴谱相比南方其他清洁与污染地区的同类型滴谱更窄；威宁低纬高海拔的地理特征、云层薄云顶低的云系特点,及云贵准静止锋天气系统为降水提供了宏观天气背景,而高浓度的CCN是导致此次降水弱、滴谱窄的重要微观条件。
【关键词】：CCN 活化 参数化 雨滴谱 雾滴谱
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513;P426
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究目的及意义8-10
• 1.2 国内外研究进展10-15
• 1.2.1 气溶胶与CCN观测研究10-11
• 1.2.2 CCN数浓度计算11-14
• 1.2.2.1 通过活化特性计算11-13
• 1.2.2.2 通过吸湿性和化学成分计算13-14
• 1.2.3 雨、雾滴谱研究14-15
• 1.3 研究内容15-16
• 第二章 仪器原理与实验设置16-22
• 2.1 观测地点16
• 2.2 观测仪器16-22
• 第三章 黄山CCN数浓度参数化22-41
• 3.1 参数化CCN谱23-26
• 3.1.1 Twomey的拟合方法23-24
• 3.1.2 Ji和Shaw的拟合方法24-26
• 3.2 整体活化率26-29
• 3.2.1 N_(CCN)与总气溶胶数浓度之比拟合26-28
• 3.2.2 N_(CCN)与硫酸铵气溶胶数浓度之比拟合28-29
• 3.3 截断粒径D_m拟合29-31
• 3.4 分档活化率拟合31-35
• 3.4.1 平均活化曲线拟合31-33
• 3.4.2 临界干粒径D_(50)拟合33-35
• 3.5 黄山CCN参数化方案对比35-37
• 3.6 黄山与武清CCN参数化方案对比37-38
• 3.7 小结38-41
• 第四章 威宁CCN变化特征及CCN对雨、雾滴谱的影响41-56
• 4.1 观测资料42
• 4.2 威宁气溶胶数浓度计算42-43
• 4.3 气象要素分析43-44
• 4.4 威宁CCN特征分析44-48
• 4.4.1 CCN日变化44-46
• 4.4.2 CCN活化谱46-47
• 4.4.3 CCN谱分布47-48
• 4.5 高浓度CCN对雨、雾的影响48-54
• 4.5.1 CCN对雾滴谱的影响48-49
• 4.5.2 CCN对雾微物理特性的影响49-52
• 4.5.3 雾对CCN的影响52-53
• 4.5.4 CCN对降水的影响53-54
• 4.6 小结54-56
• 第五章 主要结论及展望56-59
• 5.1 本文结论56-57
• 5.2 本文特色57
• 5.3 不足与展望57-59
• 参考文献59-68
• 作者简介68-69
• 致谢69

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本文编号：805334