南京北郊大气气溶胶的质量浓度空间垂直分布研究

发布时间：2017-09-03 07:19

  本文关键词：南京北郊大气气溶胶的质量浓度空间垂直分布研究

  更多相关文章： 激光雷达 气溶胶 质量浓度 分布特征

【摘要】：最近十几年,我国的水污染事件,空气污染事件频发。空气质量的恶化产生了许多新的气象问题,其中雾霾天气问题尤为突出。研究中低层大气气溶胶分布规律,对于提高空气质量预报、雾霾判识具有很重要的意义。本文主要研究内容如下：(1)位于南京信息工程大学的拉曼-米激光雷达探测仪器,从2009年到2014年在南京北郊进行了常规的大气探测。在一定的数据收集和反演方法研究的基础上,先对米散射信号进行近场修正,消除重叠因子的影响；通过Klett方法反演米回波信号的气溶胶消光系数,结合气溶胶质量浓度的模型,进行气溶胶质量浓度空间垂直分布反演。米散射信号可以反演0-5km高度范围的大气气溶胶质量浓度分布。(2)对拉曼散射信号进行小波分析等降噪方法处理,提高信号的反演精度；将气溶胶消光系数数据代入气溶胶质量浓度的模型,反演3-10kmm高度范围的气溶胶质量浓度,然后通过米信号和拉曼信号拼接进而反演整个中低层气溶胶质量浓度。两种模型结果相关性检验表明,气溶胶质量浓度在不同时刻的相关性系数都在0.9556以上,具有一定的可信度。反演结果与实际天气情况进行比较,结果表明：气溶胶质量浓度与其对应的天气情况相吻合。对模型进行气象因子修正,修正前后,相关性性系数在0.9以上。(3)使用一年的激光雷达气溶胶探测数据,对南京北郊的气溶胶进行时空特征分析。低空近地层气溶胶分析结果表明,秋季气溶胶质量浓度最高,气溶胶的季节分布特征与气象因子相关。中低空气溶胶对比分析结果表明,6月份高空无气溶胶出现,12月份气溶胶活动最为活跃,出现三次明显的气溶胶过程。对比近地面和高空气溶胶时序变化图,发现两者没有必然的联系。
【关键词】：激光雷达 气溶胶 质量浓度 分布特征
【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
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.1.1 大气气溶胶与雾霾9-11
• 1.1.2 大气气溶胶探测技术11
• 1.2 气溶胶探测方法及研究进展11-16
• 1.2.1 地基探测气溶胶11-12
• 1.2.2 卫星遥感气溶胶12-13
• 1.2.3 激光雷达探测气溶胶的国内外研究进展13-15
• 1.2.4 雾霾判识国内外研究进展及存在的问题15-16
• 1.3 研究内容与技术路线16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线17-19
• 第二章 激光雷达的系统结构及数据反演原理19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 拉曼-米散射激光雷达系统介绍19-21
• 2.3 米激光雷达反演原理21-25
• 2.3.1 米散射原理22
• 2.3.2 米激光雷达方程22
• 2.3.3 米激光雷达探测气溶胶原理22-25
• 2.4 拉曼激光雷达反演原理25-26
• 2.4.1 拉曼散射原理25
• 2.4.2 拉曼激光雷达方程25-26
• 2.4.3 拉曼激光雷达探测气溶胶原理26
• 2.5 小结26-28
• 第三章 激光雷达数据及数据预处理28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 激光雷达数据28-29
• 3.3 拉曼信号噪声处理方法29-31
• 3.3.1 多次积分提高信号信噪比29
• 3.3.2 扣除背景噪声29-30
• 3.3.3 信号小波降噪30
• 3.3.4 信号的滑动平均处理30-31
• 3.4 米激光雷达信号噪声处理31-33
• 3.4.1 背景噪声扣除31-32
• 3.4.2 近场盲区修正32-33
• 3.5 小结33-34
• 第四章 气溶胶质量浓度空间垂直分布的反演模型34-51
• 4.1 引言34
• 4.2 气溶胶质量浓度的反演模型34-37
• 4.2.1 气溶胶质量浓度的模型34-35
• 4.2.2 气象因子模型修正35-37
• 4.3 激光雷达反演气溶胶空间垂直分布实验37-47
• 4.3.1 米通道反演实验37-39
• 4.3.2 拉曼通道反演实验39-41
• 4.3.3 拉曼-米激光雷达信号拼接方法41-47
• 4.4 气象因子模型修正实验47-50
• 4.5 小结50-51
• 第五章 南京北郊上空气溶胶反演51-59
• 5.1 引言51
• 5.2 数据及筛选方法51-52
• 5.3 南京北郊上空气溶胶反演52-58
• 5.3.1 低空气溶胶消光系数反演52-55
• 5.3.2 中低空气溶胶消光系数反演55-58
• 5.4 小结58-59
• 第六章 结论与建议59-61
• 6.1 主要结论59-60
• 6.2 创新点60
• 6.3 展望60-61
• 参考文献61-69
• 作者简介69-70
• 致谢70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄成荣;;气溶胶:并不是我们看到的那样简单[J];沙漠与绿洲气象;2009年03期

2 丁珏;王庆涛;刘义;应梦侃;;雾环境二次气溶胶生长过程的数值研究[J];力学学报;2013年02期

3 倪守邦;;国外气溶胶发生装置研制概况[J];冶金安全;1982年01期

4 章小平,王立治,周明煜,杨绍晋,钱琴芳;秋冬季节北京地区气溶胶物理特性的垂直分布规律[J];科学通报;1983年05期

5 胡秀清,张玉香,张广顺,黄意玢,王永宽;中国遥感卫星辐射校正场气溶胶光学特性观测研究[J];应用气象学报;2001年03期

6 李霞,杨青,吴彦;乌鲁木齐地区雪和雨对气溶胶湿清除能力的比较研究[J];中国沙漠;2003年05期

7 江刚;植物产生的异戊二烯可在大气中形成二次有机气溶胶[J];中国环境科学;2004年03期

8 胡睿,方黎,郑海洋,朱元,张玉莹,孔祥和,周留柱,顾学军,张为俊,鲍健,熊鲁源;若干芳香族化合物气溶胶单粒子的在线测量[J];量子电子学报;2005年03期

9 赵海波;郑楚光;;水滴清除气溶胶过程的随机算法和数值模拟[J];应用数学和力学;2006年10期

10 徐建中;孙俊英;秦大河;任贾文;王晓香;;中国第二次北极科学考察沿线气溶胶可溶性离子分布特征和来源[J];环境科学学报;2007年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 高军;张旭;;室内气溶胶稀疏颗粒相动力学判定依据[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年

2 李霞;杨青;吴彦;;乌鲁木齐地区雨雪对气溶胶湿清除能力的比较研究[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“大气气溶胶及其对气候环境的影响”分会论文集[C];2003年

3 王亚强;张小曳;曹军骥;王丹;;中国西北粉尘源区气溶胶中碳酸盐稳定同位素组成及源区示踪意义[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年

4 张兴赢;庄国顺;陈建民;吴洪波;王晓;薛华欣;;二氧化硫在矿物气溶胶颗粒物表面的复相反应研究[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年

5 于军营;仝海杰;张韫宏;;丙三醇/氯化钠/水混合气溶胶的结构随湿度变化的红外光谱研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年

6 杨红龙;李磊;卢超;陈星登;刘爱明;;深圳城市气溶胶物理光学特性的观测研究[A];城市气象论坛（2012年)·城市与气候变化论文集[C];2012年

7 刘畅;刘永春;马庆鑫;马金珠;贺泓;楚碧武;李俊华;郝吉明;;矿质气溶胶颗粒的在线制备及其在烟雾箱研究中的应用[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

8 宗鹏程;魏晓奕;;不同混合方案对气溶胶辐射特性的影响[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年

9 孙玉稳;董晓波;齐作辉;姜岩;赵志军;;不同天气条件下石家庄市区气溶胶分布研究[A];第28届中国气象学会年会——S8大气成分与天气气候变化的联系[C];2011年

10 李家骅;丁珏;翁培奋;刘丽颖;;雾霾天气气溶胶颗粒物动力学特性的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 福州肺科医院呼吸内科副主任医师 翁恒;盐气溶胶吸入治疗呼吸道疾病[N];健康报;2009年

2 采访人 本报记者 贾敏;气溶胶的“冷暖面孔”[N];中国气象报;2013年

3 汪安璞;寻找控制污染的利器[N];科技日报;2002年

4 本报记者 姬钢;空气除菌消毒设备蜂拥入市[N];中国环境报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陆晓慧;新型常压软电离技术及其在有机气溶胶质谱分析中的应用[D];复旦大学;2014年

2 王富;中国东部地区气溶胶—云相互作用卫星遥感建模研究[D];电子科技大学;2015年

3 汪阳;镁盐气溶胶吸湿性动力学与热力学的自发与受激拉曼谱学研究[D];北京理工大学;2015年

4 钟蕾;H9N2禽流感病毒在鸡群中气溶胶传播的分子机制及PA-X蛋白在H9N2病毒中功能初探[D];扬州大学;2014年

5 张舒婷;南京雾、霾及其转化特征观测研究[D];南京信息工程大学;2015年

6 李黎;天然源二次气溶胶组成、分布以及来源研究[D];上海大学;2009年

7 康辉;生物成因气溶胶的时空特征、来源及其环境意义：[D];中国科学技术大学;2012年

8 许万智;北京地区气溶胶光学特性与辐射效应的观测研究[D];中国气象科学研究院;2012年

9 马良;气溶胶颗粒逆排旋流去除原理与应用[D];华东理工大学;2014年

10 冯业荣;珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究[D];中山大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 魏邦海;气溶胶和冰水两相粒子的散射特性[D];南京信息工程大学;2015年

2 祝存兄;南京北郊多功能激光雷达边界层气溶胶观测[D];南京信息工程大学;2015年

3 王娅冰;大气层中超细气溶胶团簇生长的热力学性质研究[D];南京信息工程大学;2015年

4 李琦;南京市区夏季气溶胶吸湿活化特性及PM_(2.5)成分的分析研究[D];南京信息工程大学;2015年

5 沈如琴;我国大气二次有机气溶胶分布与来源的初步研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2015年

6 吴芳;颗粒物发生装置与检定系统研究[D];浙江大学;2015年

7 黄晓;基于腔衰荡光谱技术的气溶胶消光仪的研制与应用[D];上海大学;2015年

8 孙晨;中国第三次北极考察航线海洋边界层气溶胶中磷元素的分布与来源分析[D];中国科学技术大学;2015年

9 陈卫东;北京地区城市环境对云和降水影响的个例数值模拟研究[D];中国气象科学研究院;2015年

10 韩雪;气溶胶散射对激光退偏特性的研究[D];长春理工大学;2014年

，

本文编号：783615