黄土高原半干旱区气溶胶辐射特性观测研究
发布时间：2022-10-11 19:02
大气气溶胶作为大气的重要组成成分,通过直接、间接和半直接辐射效应调整地气系统辐射收支,进而影响区域和全球气候变化。气溶胶辐射效应是影响气候变化的关键因子,也是引起其不确定性的主要原因之一。气溶胶辐射强迫最大的不确定性仍然是对其时空分布、物理和光学性质等缺乏充分的认识。黄土高原半干旱区作为干旱和半湿润区的过渡带,下垫面状况特殊,气候变化敏感。但是这一地区观测点比较稀疏,也是气溶胶观测研究的薄弱环节。兰州大学半干旱气候与环境观测站长时间连续气溶胶观测分析对理解该地区气溶胶时空分布、物理和光学特性等提供了重要的科学支撑,也为深入认识气溶胶辐射特性和全球气候变化提供基础理论依据。 本文利用兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL,Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University）Mie散射激光雷达（CE-370-2）和双波长偏振激光雷达（L2S-SM II）观测资料,分析了黄土高原半干旱区气溶胶垂直分布和时间演变特征。然后利用粒径谱仪（APS-3321）、PM10监测仪（TEOM RP1400a）结...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 气溶胶辐射特性研究现状
1.1.1 沙尘气溶胶辐射特性
1.1.2 煤烟型气溶胶辐射特性
1.2 气溶胶垂直分布研究现状
1.3 黄土高原气溶胶观测和研究
1.4 本文工作和创新点
1.5 资助项目和使用资料
1.5.1 资助项目
1.5.2 使用资料
参考文献
第二章 观测仪器和处理方法
2.1 站点
2.2 仪器
2.2.1 激光雷达系统
2.2.2 太阳光度计
2.2.3 空气动力学粒径谱仪
2.2.4 PM_(10)监测仪
2.3 研究方法
2.3.1 激光雷达观测数据反演方法
2.3.2 激光雷达反演结果对比验证
2.3.3 轨迹分析法
2.4 小结
参考文献
第三章 黄土高原半干旱区气溶胶垂直分布观测研究
3.1 研究概述
3.2 气溶胶光学厚度和消光系数垂直廓线演变特征
3.2.1 气溶胶光学厚度演变特征
3.2.2 气溶胶垂直结构演变特征
3.3 沙尘气溶胶光学特性观测研究
3.4 采暖期气溶胶光学特性观测研究
3.5 小结
参考文献
第四章 偏振激光雷达气溶胶辐射特性观测分析
4.1 引言
4.2 偏振激光雷达气溶胶光学特性探测
4.2.1 干净大气气溶胶探测
4.2.2 沙尘气溶胶探测
4.2.3 采暖期气溶胶探测
4.3 地基激光雷达L2S-SM Ⅱ与星载激光雷达CALIOP观测比较
4.3.1 晴天无沙尘条件下气溶胶观测对比
4.3.2 沙尘气溶胶观测对比
4.3.3 L2S-SM Ⅱ与CALIOP对比方法
4.4 小结
参考文献
第五章 黄土高原半干旱区气溶胶浓度和谱分布观测研究
5.1 引言
5.2 气溶胶浓度和谱分布特征
5.2.1 气溶胶数浓度和质量浓度统计变化特征
5.2.2 气溶胶数浓度分级特征
5.2.3 气溶胶质量浓度谱和数浓度谱分布特征
5.3 沙尘气溶胶浓度和谱分布特征
5.4 采暖期气溶胶浓度和谱分布特征
5.5 小结
参考文献
第六章 SACOL和张掖地区PM_(10)浓度对比分析
6.1 研究概述
6.2 站点、仪器和资料
6.2.1 站点和仪器
6.2.2 资料
6.3 观测分析
6.3.1 SACOL与张掖地区PM_(10)质量浓度对比
6.3.2 SACOL与张掖地区气流路径对比
6.4 PM_(10)质量浓度统计特征及其与气象要素的关系
6.4.1 PM_(10)质量浓度统计特征
6.4.2 PM_(10)质量浓度与气象要素的关系
6.5 小结
参考文献
第七章 黄土高原半干旱区气溶胶散射特性与粒径的关系
7.1 研究概述
7.2 计算流程
7.3 沙尘气溶胶散射特性与粒径的关系
7.3.1 计算结果与观测资料对比分析
7.3.2 沙尘气溶胶散射系数与粒径的关系
7.3.3 沙尘个例分析
7.4 采暖期气溶胶散射特性与粒径的关系
7.4.1 计算结果与观测资料对比分析
7.4.2 采暖期气溶胶散射特性与粒径的关系
7.4.3 采暖期个例分析
7.5 小结
参考文献
第八章 总结和讨论
8.1 总结
8.2 讨论和展望
在学期间研究成果和参加的项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用激光雷达资料分析兰州远郊气溶胶光学特性[J]. 周碧,张镭,曹贤洁,韩霄,张武,冯广泓. 高原气象. 2011(04)
[2]广州城区冬季大气边界层气溶胶激光雷达探测[J]. 刘文彬,伦伟明,邝俊侠,刘建国,谢品华. 广州环境科学. 2011 (02)
[3]近几年沙尘天气对中国北方环保重点城市可吸入颗粒物污染的影响[J]. 冯鑫媛,王式功,杨德保,尚可政. 中国沙漠. 2011(03)
[4]北京地区PM10质量浓度与边界层气象要素相关性分析[J]. 郭利,张艳昆,刘树华,李炬,马雁军. 北京大学学报(自然科学版). 2011(04)
[5]气溶胶光学厚度谱特征判断粒子大小方法初探[J]. 杨溯,石广玉,王标,杨红龙,赵剑琦,秦世广. 应用气象学报. 2011(02)
[6]张掖及兰州榆中地区沙尘气溶胶粒子谱分布的观测研究[J]. 徐鑫强,王鑫,黄建平. 高原气象. 2011(01)
[7]基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性[J]. 黄旭锋,步扬,王向朝. 中国激光. 2010(12)
[8]沙尘气溶胶的光学特性及辐射强迫效应[J]. 郝丽,杨文,吴统文,赵剑琦,石广玉. 中国沙漠. 2010(06)
[9]张掖地区气溶胶吸收和散射特性分析[J]. 曹贤洁,张镭,李霞,史晋森,徐记亮,黄建平,张武. 高原气象. 2010(05)
[10]半干旱地区大气颗粒物浓度及粒径谱特征的观测研究[J]. 王振海,张武,史晋森,黄建平,陈艳,闭建荣,张北斗. 中国沙漠. 2010(05)
博士论文
[1]中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究[D]. 苏婧.兰州大学 2010
[2]兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D]. 曹贤洁.兰州大学 2010
[3]西北沙尘气溶胶光学特性反演与沙尘暴的卫星监测[D]. 葛觐铭.兰州大学 2010
[4]中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究[D]. 柳晶.南京信息工程大学 2008
硕士论文
[1]兰州远郊榆中地区气溶胶吸收特征[D]. 张磊.兰州大学 2011
[2]半干旱区卷云和沙尘气溶胶激光雷达观测[D]. 刘瑞金.兰州大学 2011
[3]半干旱地区气溶胶的观测研究及垂直分布的反演[D]. 王振海.兰州大学 2010
[4]基于MODIS气溶胶光学厚度反演的PM10浓度监测[D]. 傅为.中南大学 2009
[5]气溶胶的激光雷达探测和特性分析[D]. 杨晓武.南京信息工程大学 2009
[6]黄土高原半干旱区地表能量平衡的观测试验研究[D]. 闭建荣.兰州大学 2008
[7]激光雷达观测分析兰州城郊大气气溶胶辐射特性[D]. 韩霄.兰州大学 2007
[8]利用激光雷达探测兰州大气气溶胶辐射特性[D]. 夏俊荣.兰州大学 2006
本文编号：3691118
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 气溶胶辐射特性研究现状
1.1.1 沙尘气溶胶辐射特性
1.1.2 煤烟型气溶胶辐射特性
1.2 气溶胶垂直分布研究现状
1.3 黄土高原气溶胶观测和研究
1.4 本文工作和创新点
1.5 资助项目和使用资料
1.5.1 资助项目
1.5.2 使用资料
参考文献
第二章 观测仪器和处理方法
2.1 站点
2.2 仪器
2.2.1 激光雷达系统
2.2.2 太阳光度计
2.2.3 空气动力学粒径谱仪
2.2.4 PM_(10)监测仪
2.3 研究方法
2.3.1 激光雷达观测数据反演方法
2.3.2 激光雷达反演结果对比验证
2.3.3 轨迹分析法
2.4 小结
参考文献
第三章 黄土高原半干旱区气溶胶垂直分布观测研究
3.1 研究概述
3.2 气溶胶光学厚度和消光系数垂直廓线演变特征
3.2.1 气溶胶光学厚度演变特征
3.2.2 气溶胶垂直结构演变特征
3.3 沙尘气溶胶光学特性观测研究
3.4 采暖期气溶胶光学特性观测研究
3.5 小结
参考文献
第四章 偏振激光雷达气溶胶辐射特性观测分析
4.1 引言
4.2 偏振激光雷达气溶胶光学特性探测
4.2.1 干净大气气溶胶探测
4.2.2 沙尘气溶胶探测
4.2.3 采暖期气溶胶探测
4.3 地基激光雷达L2S-SM Ⅱ与星载激光雷达CALIOP观测比较
4.3.1 晴天无沙尘条件下气溶胶观测对比
4.3.2 沙尘气溶胶观测对比
4.3.3 L2S-SM Ⅱ与CALIOP对比方法
4.4 小结
参考文献
第五章 黄土高原半干旱区气溶胶浓度和谱分布观测研究
5.1 引言
5.2 气溶胶浓度和谱分布特征
5.2.1 气溶胶数浓度和质量浓度统计变化特征
5.2.2 气溶胶数浓度分级特征
5.2.3 气溶胶质量浓度谱和数浓度谱分布特征
5.3 沙尘气溶胶浓度和谱分布特征
5.4 采暖期气溶胶浓度和谱分布特征
5.5 小结
参考文献
第六章 SACOL和张掖地区PM_(10)浓度对比分析
6.1 研究概述
6.2 站点、仪器和资料
6.2.1 站点和仪器
6.2.2 资料
6.3 观测分析
6.3.1 SACOL与张掖地区PM_(10)质量浓度对比
6.3.2 SACOL与张掖地区气流路径对比
6.4 PM_(10)质量浓度统计特征及其与气象要素的关系
6.4.1 PM_(10)质量浓度统计特征
6.4.2 PM_(10)质量浓度与气象要素的关系
6.5 小结
参考文献
第七章 黄土高原半干旱区气溶胶散射特性与粒径的关系
7.1 研究概述
7.2 计算流程
7.3 沙尘气溶胶散射特性与粒径的关系
7.3.1 计算结果与观测资料对比分析
7.3.2 沙尘气溶胶散射系数与粒径的关系
7.3.3 沙尘个例分析
7.4 采暖期气溶胶散射特性与粒径的关系
7.4.1 计算结果与观测资料对比分析
7.4.2 采暖期气溶胶散射特性与粒径的关系
7.4.3 采暖期个例分析
7.5 小结
参考文献
第八章 总结和讨论
8.1 总结
8.2 讨论和展望
在学期间研究成果和参加的项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用激光雷达资料分析兰州远郊气溶胶光学特性[J]. 周碧,张镭,曹贤洁,韩霄,张武,冯广泓. 高原气象. 2011(04)
[2]广州城区冬季大气边界层气溶胶激光雷达探测[J]. 刘文彬,伦伟明,邝俊侠,刘建国,谢品华. 广州环境科学. 2011 (02)
[3]近几年沙尘天气对中国北方环保重点城市可吸入颗粒物污染的影响[J]. 冯鑫媛,王式功,杨德保,尚可政. 中国沙漠. 2011(03)
[4]北京地区PM10质量浓度与边界层气象要素相关性分析[J]. 郭利,张艳昆,刘树华,李炬,马雁军. 北京大学学报(自然科学版). 2011(04)
[5]气溶胶光学厚度谱特征判断粒子大小方法初探[J]. 杨溯,石广玉,王标,杨红龙,赵剑琦,秦世广. 应用气象学报. 2011(02)
[6]张掖及兰州榆中地区沙尘气溶胶粒子谱分布的观测研究[J]. 徐鑫强,王鑫,黄建平. 高原气象. 2011(01)
[7]基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性[J]. 黄旭锋,步扬,王向朝. 中国激光. 2010(12)
[8]沙尘气溶胶的光学特性及辐射强迫效应[J]. 郝丽,杨文,吴统文,赵剑琦,石广玉. 中国沙漠. 2010(06)
[9]张掖地区气溶胶吸收和散射特性分析[J]. 曹贤洁,张镭,李霞,史晋森,徐记亮,黄建平,张武. 高原气象. 2010(05)
[10]半干旱地区大气颗粒物浓度及粒径谱特征的观测研究[J]. 王振海,张武,史晋森,黄建平,陈艳,闭建荣,张北斗. 中国沙漠. 2010(05)
博士论文
[1]中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究[D]. 苏婧.兰州大学 2010
[2]兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D]. 曹贤洁.兰州大学 2010
[3]西北沙尘气溶胶光学特性反演与沙尘暴的卫星监测[D]. 葛觐铭.兰州大学 2010
[4]中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究[D]. 柳晶.南京信息工程大学 2008
硕士论文
[1]兰州远郊榆中地区气溶胶吸收特征[D]. 张磊.兰州大学 2011
[2]半干旱区卷云和沙尘气溶胶激光雷达观测[D]. 刘瑞金.兰州大学 2011
[3]半干旱地区气溶胶的观测研究及垂直分布的反演[D]. 王振海.兰州大学 2010
[4]基于MODIS气溶胶光学厚度反演的PM10浓度监测[D]. 傅为.中南大学 2009
[5]气溶胶的激光雷达探测和特性分析[D]. 杨晓武.南京信息工程大学 2009
[6]黄土高原半干旱区地表能量平衡的观测试验研究[D]. 闭建荣.兰州大学 2008
[7]激光雷达观测分析兰州城郊大气气溶胶辐射特性[D]. 韩霄.兰州大学 2007
[8]利用激光雷达探测兰州大气气溶胶辐射特性[D]. 夏俊荣.兰州大学 2006
本文编号：3691118
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