利用气溶胶垂直廓线和地面水平能见度反演气溶胶光学厚度的方法

发布时间：2017-10-04 16:09

  本文关键词：利用气溶胶垂直廓线和地面水平能见度反演气溶胶光学厚度的方法

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【摘要】：现阶段长期AOD资料序列较为缺乏,用于反演AOD的经典E模式在中国地区适应性较差,故本文目标是修正反演模式,以此得到长时间的AOD资料序列。主要方法包括线性趋势、聚类分析、EEMD.MK突变检验、EOF分解等。主要内容包括以下三方面：揭示近五十年来中国地区能见度的时空变化特征：对现有使用地面水平能见度反演AOD的模式进行评估和改进,并确定最优反演方案；使用该方案反演1960-2009年中东部AOD,并揭示中东部地区AOD的时空变化特征。主要结论包括以下三方面：我国能见度区域平均最大值出现在7月,为27.021km；最小值在12月,为26.716km。年平均最大值在1965年,为30.273km；最小值在2008年,为21.574km,多年平均为26.847km。能见度区域分布差异明显,以105。E为界。分界线以东的广大东部地区能见度在10-20km之间,分界线以西的西部地区则在30km,及以上。1960-2009年间,能见度总体呈现-1.29km/10yr的减小趋势,但部分地区亦有增加趋势。明显的季节差异出现在2000年后,表现为夏季秋季春季冬季。以十年为一阶段,只有1980-1989表现为正趋势,其余四个十年都为负趋势,最大负值出现在2000-2009年,为-1.42km/10yr。通过MK突变检验,确认2000年后我国能见度明显减少不是突变现象。EEMD分解结果显示,准7年周期振荡最为显著。(下文中提到的各模式简写参见论文第33页)以MODIS作为参照,现有的E模式和Q模式反演结果基本能体现我国AOD的区域分布情况,E模式反演结果量值总体偏小0.1左右,Q模式的结果整体偏大0.2左右。最大的偏差地区出现在中东部,二者都不能反演出极大值地区。该地区E模式整体偏小0.1-0.2,Q模式则总体偏大0.3。基于评估结果,提出修正方案,分别为水汽修正方案和气溶胶粒子浓度修正方案。相比E模式,W模式虽为正修正,但是幅度较小。L模式和C模式,量值方面都有较大修正,相对偏差从原来的30%左右降到10%以下。但是在中东部,L模式反演的AOD空间分布同MODIS吻合度较低,故确定C模式为最优反演方案。使用C模式反演中东部地区1960-2009年夏秋季AOD.AOD区域平均最大值出现在11月,为0.555；最小值在7月,为0.491。年平均最大值出现在1993年,为0.598；最小值出现在1963年,为0.401；多年平均为0.523。1960-2009年间,四川盆地地区AOD有一较弱的负趋势,除该地区外AOD总体呈现0.02-0.06/10yr的增大趋势。以十年为一阶段,只有1990-2000年表现为负趋势,其余四个十年都为正趋势,最大负值出现在1970-1989年,为0.06/10yr。EEMD勺结果显示AOD存在准2月和准12月的震荡周期。
【关键词】：AOD 能见度 评估 修正 中国中东部 气溶胶粒子浓度廓线
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X87;X513
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 国内外研究进展10-13
• 1.1.1 气溶胶光学厚度的探测原理10-11
• 1.1.2 地面水平能见度反演气溶胶光学厚度的方法11-13
• 1.2 研究内容和研究意义13-14
• 第二章 资料和方法14-25
• 2.1 资料及其来源14-19
• 2.2 Ensemble Empirical Mode Decomposition(EEMD)方法19-20
• 2.3 线性趋势计算及检验20-21
• 2.4 聚类分析21-22
• 2.5 EOF分解和检验22-23
• 2.6 突变检测的曼-肯德尔(Mann-Kenddall)法23-25
• 第三章 近五十年我国能见度的时空分布特征25-41
• 3.1 能见度年平均的空间分布和变化特征25-28
• 3.2 能见度季节平均的空间分布和变化特征28-31
• 3.3 能见度的气候倾向率31-32
• 3.4 能见度Mann-Kenddall突变检验和EEMD分解32-35
• 3.5 能见度的聚类分析35-38
• 3.6 能见度的EOF分解38-39
• 3.7 本章小结39-41
• 第四章 地面水平能见度反演气溶胶光学厚度的方法改进41-70
• 4.1 三种反演方法简介41-45
• 4.1.1 E模式41-44
• 4.1.2 Q模式44
• 4.1.3 L模式44-45
• 4.2 E模式和Q模式在中国地区的适应性评估45-51
• 4.3 水汽修正方案在中国地区适应性评估51-60
• 4.4 气溶胶粒子浓度廓线修正方案在中国地区的适应性评估60-68
• 4.5 本章小结68-70
• 第五章 近五十年我国中东部地区气溶胶光学厚度的时空分布特征70-84
• 5.1 AOD年平均的空间分布和变化特征70-72
• 5.2 AOD季节平均的空间分布和变化特征72-75
• 5.3 AOD的气候倾向率75-76
• 5.4 AOD的聚类分析76-79
• 5.5 AOD的EEMD分解79-81
• 5.6 AOD的EOF分解81-82
• 5.7 本章小结82-84
• 第六章 总结84-88
• 6.1 结论84-85
• 6.2 讨论85-87
• 6.2.1 对Q模式和L模式评估结果的讨论85-86
• 6.2.2 W模式和C模式修正幅度讨论86-87
• 6.3 不足和展望87-88
• 参考文献88-94
• 致谢94

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本文编号：971569