石家庄冬季霾天气溶胶特性的地基主被动遥感探测研究

发布时间：2017-08-31 11:33

  本文关键词：石家庄冬季霾天气溶胶特性的地基主被动遥感探测研究

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【摘要】：大气气溶胶是能够长期悬浮在空气中,粒径小于100μm的液态或固态颗粒物,其对霾天的形成有着本质的影响。随着经济的不断发展,近些年来我国雾霾频发并呈现出霾天数剧烈增长趋势,尤其是2013年1-2月我国华北平原地区爆发了大规模的严重霾事件,引发全国对于雾霾的广泛关注。此后,许多学者对霾天气溶胶特性进行研究,但是大量的研究仅集中在北京地区,对于霾污染事件更为严重的石家庄地区却鲜有研究。由于被动遥感手段观测在强雾霾、夜间等条件下无法有效获取数据,且卫星遥感手段在强霾期间获取的数据质量较差,因此,本文综合应用地基主被动遥感手段于2013年12月-2014年3月对石家庄冬季气溶胶特性开展了立体观测研究。使用以CE-318太阳光度计为代表的被动遥感手段对气溶胶光学特性分析并对吸收性气溶胶类型进行判别,结果表明:(1)石家庄地区冬季霾天气溶胶粒子以吸收性、细模态干粒子为主,虽然其光学特性与北京地区具有一定的相似性,但是石家庄地区细粒子比例更高,碳性气溶胶含量更高,气溶胶污染更为严重;(2)石家庄冬季霾天BC(Black Carbon,BC)气溶胶浓度与大气能见度之间呈现明显的负相关关系,当BC浓度大于固定观测期间的平均值39.84μg/m3时,重度霾发生的概率为97.78%。且当霾污染较严重时碳性气溶胶中由不完全燃烧引起的棕碳(Brown Carbon,BrC)比例通常较高。使用以激光雷达为代表的主动遥感固定及移动观测手段对气溶胶垂直分布及其与气象因素的关系进行分析,并利用消光系数和温度廓线对大气边界层高度(Atmospheric Boundary Layer Height,ABLH)和逆温强度进行计算,结果表明:(1)ABL和逆温是影响石家庄地区冬季霾天污染程度的重要的因素;(2)通过对不同等级霾日进行统计揭示了石家庄地区冬季不同强度霾天ABLH、气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)、PM2.5等参数的差异性;(3)石家庄周边城市的移动观测结果验证了空气清洁区、污染物输送汇聚区的存在,表明大气污染物浓度受地形因素控制。并且石家庄市区污染在空间上呈现出一定的不均衡性。
【关键词】：霾 气溶胶特性 主被动遥感 立体观测 石家庄
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513;X87
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-18
• 变量注释表18-19
• 1 绪论19-27
• 1.1 研究背景及意义19-20
• 1.2 国内外研究现状20-24
• 1.3 研究内容及技术路线24-26
• 1.4 论文结构安排26-27
• 2 研究区概况、数据及方法原理27-33
• 2.1 研究区概况27
• 2.2 数据及方法原理27-31
• 2.3 霾天定义31-32
• 2.4 本章小节32-33
• 3 太阳光度计被动遥感探测33-53
• 3.1 气溶胶光学厚度与粒径特性分析35-41
• 3.2 光谱差异及气溶胶成分分析41-49
• 3.3 被动卫星遥感数据质量分析49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 4 激光雷达主动遥感固定探测53-71
• 4.1 激光雷达固定观测53-64
• 4.2 利用微波辐射计分析影响气溶胶垂直分布因素64-70
• 4.3 本章小结70-71
• 5 激光雷达主动遥感移动观测71-81
• 5.1 移动观测实验设计72
• 5.2 石家庄与周边观测72-76
• 5.3 石家庄市区主干道移动测量分析76-80
• 5.4 本章小结80-81
• 6 总结和展望81-84
• 6.1 主要研究内容及结论81-82
• 6.2 特点与创新82
• 6.3 不足与展望82-84
• 参考文献84-94
• 作者简历94-96
• 学位论文数据集96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郭英莲;王继竹;刘希文;;武汉地区连续两次严重雾霾天气成因分析[J];高原气象;2014年05期

2 吴兑;关于霾与雾的区别和灰霾天气预警的讨论[J];气象;2005年04期

3 毛节泰,张军华,王美华;中国大气气溶胶研究综述[J];气象学报;2002年05期

4 赵柏林,王强,毛节泰,秦瑜;光学遥感大气气溶胶和水汽的研究[J];中国科学(B辑 化学 生物学 农学 医学 地学);1983年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 徐婷婷;基于6S辐射传输模型模拟的MODIS气溶胶光学厚度指数及其验证[D];南京师范大学;2013年

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本文编号：765365