城市大气气溶胶污染过程的微脉冲激光雷达观测研究

发布时间：2021-09-23 23:14

　　随着我国经济的快速增长，人类生产活动引起的灰霾气溶胶污染日益突显，加上受春季沙尘气溶胶输送的影响，全国各大城市面临的大气环境问题不断加剧。通过微脉冲激光雷达（Micro Pulse Lidar，MPL）遥感探测可以反演得到大气气溶胶的垂直分布特征和演变规律，为污染过程中气溶胶的光学特性研究和城市大气污染控制提供参考。本文首先对MPL反演数据进行了对比分析，验证了其探测数据的有效性，并统计了2012-2013年的北京市气溶胶污染背景情况。在此基础上，对城市典型大气气溶胶污染过程中边界层高度和气溶胶光学特性参数的时空分布等进行了反演研究，结合同步气象观测资料和颗粒物实测等数据，综合分析了城市大气气溶胶污染过程的生消演变及成因，并讨论了与区域性输送的关系。得出以下结论：（1）MPL在分析城市大气结构分布和气溶胶光学特性中的应用是可行的。对大气边界层的结构变化能够做出准确快速的反映，与激光云高仪反演的大气边界层高度在清洁天气下具有显著线性相关关系（R=0.95），污染天气下相关系数偏小（R=0.58）；对消光层出现位置和消光粒子性质的判定中与微波辐射计观测分析结果一致；气溶胶层内330m高度处... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 城市大气气溶胶污染研究进展
        1.2.2 激光雷达技术在气溶胶研究中的运用发展
    1.3 论文研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
2 微脉冲激光雷达研究方法
    2.1 探测资料来源
        2.1.1 MPL 仪器组成及参数
        2.1.2 MPL 探测原理
    2.2 气溶胶参数反演方法
        2.2.1 大气边界层高度
        2.2.2 气溶胶垂直消光系数
        2.2.3 线性退偏振比
        2.2.4 气溶胶光学厚度
3 微脉冲激光雷达探测数据验证
    3.1 激光云高仪与边界层验证
        3.1.1 对比依据
        3.1.2 反演结果对比
    3.2 微波辐射计与气溶胶垂直光学特性参数验证
        3.2.1 对比依据
        3.2.2 反演结果对比
    3.3 地面颗粒物实测浓度与气溶胶垂向消光系数验证
        3.3.1 对比依据
        3.3.2 反演结果对比
    3.4 小结
4 城市典型气溶胶污染过程的微脉冲激光雷达探测分析
    4.1 研究期间大气气溶胶污染背景统计
        4.1.1 研究期间气溶胶污染天气统计特征
        4.1.2 研究期间空气质量统计特征
    4.2 沙尘气溶胶污染过程分析
        4.2.1 沙尘期间气象特征和大气边界层探测
        4.2.2 沙尘气溶胶光学特性分析
        4.2.3 污染成因分析
    4.3 灰霾气溶胶污染过程分析
        4.3.1 气象要素和地面颗粒物污染变化情况
        4.3.2 大气边界层结构变化
        4.3.3 灰霾气溶胶垂直分布特性
        4.3.4 污染成因分析
    4.4 小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文
致谢



本文编号：3406613