非洲和亚洲沙尘质量消光效率的地基遥感研究
发布时间：2021-10-27 06:21
沙尘气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,在地气系统中扮演着重要的角色,对全球气候变化和生态平衡有着深远的影响。非洲和亚洲是世界上最大的沙尘源区,其沙尘通量或大气含沙量的定量评估是准确了解全球沙尘传输、沉降和循环的先决条件。然而,基于卫星遥感的大气含沙量评估,其最大不确定性来源于沙尘气溶胶的质量消光效率,目前多数研究中沙尘质量消光效率的假定给大气含沙量评估带来了较大的不确定性。因此,开展非洲和亚洲地区沙尘质量消光效率的遥感分析研究具有重要的科学意义。本文主要利用非洲和亚洲地区AERONET太阳光度计观测资料多站点、长时间序列的观测优势,在分析非洲和亚洲沙尘气溶胶对AERONET观测站点潜在影响的基础上,将非洲地区划分为撒哈拉沙漠、萨赫勒两个沙尘源区和跨大西洋传输路径上的两个传输区（共35个站点）,在亚洲地区选取3个站点分别代表东亚、中亚和南亚的典型沙尘影响区,全面分析了非洲和亚洲沙尘气溶胶的光学特性,反演了沙尘气溶胶的质量消光效率,重点对比分析了不同沙尘源区及传输区沙尘质量消光效率的异同,评估了目前大气含沙量卫星遥感研究中因沙尘质量消光效率假定所造成的显著不确定性。此外,结合Mie散射理论...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非洲AERONET站点分布图（红色点代表源区一站点分布，蓝色点代表源区二站点分布，绿色点代表传输区一站点分布，黄色点代表传输区二站点分布）
变化的影响而导致的大风天气吹起了地表的沙尘[77]。从图 3-1 中的统计发现，撒哈拉沙漠沙尘发生频次要远低于萨赫勒地区，除了沙尘本身的区域性差异之外，这可能与地基站点的选取有关，萨赫勒地区站点都位于沙漠腹地，而撒哈拉沙漠腹地由于站点较少，选取的站点大都位于撒哈拉沙漠的边缘地带，导致统计出的沙尘日数较少。传输区 T1 和 T2 位于非洲大陆西侧，强风天气掀起了非洲大陆的沙尘，向西的盛行风使得这些沙尘被一路带到大西洋以及美洲地区[78]。由于其沙尘传输路径较远，因此并非所有发生于非洲大陆的沙尘都能传输到这里，所以其沙尘频率上会相应减小，但其沙尘发生频率的季节性变化较大程度上依旧受到沙尘源区沙尘活动及盛行西风的影响，所以其主要的沙尘天气高发月份也主要集中于夏秋季节。
兰州大学硕士学位论文非洲和亚洲沙尘质量消光效率的地基遥感研究19气发生频率（沙尘和污染沙尘日数之和占总观测日数的百分比）分别高达18.3%，18.4%和36.2%，即SACOL和杜尚的沙尘发生频率基本一致，斋浦尔沙尘出现频率最大。然而，如图3-2所示，三个站的沙尘和污染沙尘发生频率的季节性变化存在显著的差异，东亚SACOL站沙尘天气多发生于春季3-4月，中亚杜尚别站则多发于夏秋季6-10月份，而斋浦尔站沙尘天气出现在3-7月份，其发生频次明显高于其他两站。值得注意的是，三个站所观测到的污染沙尘日数和发生频率都明显高于自然沙尘，且发生月份更广，尤其是SACOL和斋浦尔站。这说明沙尘气溶胶在传输过程易与局地的人为污染发生混合，所以如果要准确评估大气含沙量，必须综合考虑自然沙尘和污染沙尘，否则将明显低估大气含沙量。上述亚洲三个沙尘观测站的显著季节性差异主要归因于不同区域的局地气候和环流差异。SACOL站沙尘天气主要受春季大风天气影响，沙尘从塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林等沙漠途径SACOL站传播至中国内蒙古、华北及其下游地区[23,46]。杜尚别站则属于温带大陆性气候，受不同气压带的影响，春季吹西南风，冬季吹西北风，带来了中东和卡拉库姆沙漠的沙尘[19]。斋浦尔站在季风前期（3-5月份）盛行西风，有利于塔尔沙漠的沙尘向东输送，而在季风期（6-9月）由阿拉伯海吹向次大陆的西南风也带来了塔尔沙漠甚至中东沙漠的沙尘[79]。图3-2亚洲沙尘和污染沙尘日数及出现频次月平均变化特征（灰色圆点代表总观测日数，蓝色圆点代表污染沙尘日数，黄色圆点代表沙尘日数，红色圆点代表沙尘频率，红色三角点代表污染沙尘频率）
【参考文献】：
期刊论文
[1]敦煌沙尘气溶胶质量浓度垂直特征个例分析[J]. 华雯丽,韩颖,乔瀚洋,王天河,黄忠伟,闭建荣,周天. 高原气象. 2018(05)
[2]东亚沙尘源区晴空和云上沙尘气溶胶特征[J]. 茹建波,王天河,李积明,韩颖,张北斗. 中国沙漠. 2018(02)
[3]1991-2010年全球沙尘气溶胶排放量气候特征及其大气环流影响因子[J]. 刘冲,赵天良,熊洁,刘煜,韩永翔,Liu Feng. 中国沙漠. 2015(04)
[4]基于CALIPSO星载激光雷达的中国沙尘气溶胶观测[J]. 徐成鹏,葛觐铭,黄建平,付强,刘华悦,陈斌. 中国沙漠. 2014(05)
[5]恒河流域和蒙古国南部AERONET站沙尘气溶胶光学物理特性对比分析[J]. 徐超,马耀明. 高原气象. 2013(04)
[6]“07.3”强沙尘暴天气过程的观测分析[J]. 隆霄,赵建华,黄建平. 兰州大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]20世纪80年代中国地区大气气溶胶光学厚度的平均状况分析[J]. 罗云峰,李维亮,周秀骥. 气象学报. 2001(01)
[8]中国气溶胶研究进展[J]. 刘毅,王明星,张仁健. 气候与环境研究. 1999(04)
[9]沙尘气溶胶与气候变化[J]. 钱云,符淙斌,王淑瑜. 地球科学进展. 1999(04)
硕士论文
[1]中国西北地区沙尘质量浓度的地基遥感研究[D]. 华雯丽.兰州大学 2018
本文编号：3461043
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非洲AERONET站点分布图（红色点代表源区一站点分布，蓝色点代表源区二站点分布，绿色点代表传输区一站点分布，黄色点代表传输区二站点分布）
变化的影响而导致的大风天气吹起了地表的沙尘[77]。从图 3-1 中的统计发现，撒哈拉沙漠沙尘发生频次要远低于萨赫勒地区，除了沙尘本身的区域性差异之外，这可能与地基站点的选取有关，萨赫勒地区站点都位于沙漠腹地，而撒哈拉沙漠腹地由于站点较少，选取的站点大都位于撒哈拉沙漠的边缘地带，导致统计出的沙尘日数较少。传输区 T1 和 T2 位于非洲大陆西侧，强风天气掀起了非洲大陆的沙尘，向西的盛行风使得这些沙尘被一路带到大西洋以及美洲地区[78]。由于其沙尘传输路径较远，因此并非所有发生于非洲大陆的沙尘都能传输到这里，所以其沙尘频率上会相应减小，但其沙尘发生频率的季节性变化较大程度上依旧受到沙尘源区沙尘活动及盛行西风的影响，所以其主要的沙尘天气高发月份也主要集中于夏秋季节。
兰州大学硕士学位论文非洲和亚洲沙尘质量消光效率的地基遥感研究19气发生频率（沙尘和污染沙尘日数之和占总观测日数的百分比）分别高达18.3%，18.4%和36.2%，即SACOL和杜尚的沙尘发生频率基本一致，斋浦尔沙尘出现频率最大。然而，如图3-2所示，三个站的沙尘和污染沙尘发生频率的季节性变化存在显著的差异，东亚SACOL站沙尘天气多发生于春季3-4月，中亚杜尚别站则多发于夏秋季6-10月份，而斋浦尔站沙尘天气出现在3-7月份，其发生频次明显高于其他两站。值得注意的是，三个站所观测到的污染沙尘日数和发生频率都明显高于自然沙尘，且发生月份更广，尤其是SACOL和斋浦尔站。这说明沙尘气溶胶在传输过程易与局地的人为污染发生混合，所以如果要准确评估大气含沙量，必须综合考虑自然沙尘和污染沙尘，否则将明显低估大气含沙量。上述亚洲三个沙尘观测站的显著季节性差异主要归因于不同区域的局地气候和环流差异。SACOL站沙尘天气主要受春季大风天气影响，沙尘从塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林等沙漠途径SACOL站传播至中国内蒙古、华北及其下游地区[23,46]。杜尚别站则属于温带大陆性气候，受不同气压带的影响，春季吹西南风，冬季吹西北风，带来了中东和卡拉库姆沙漠的沙尘[19]。斋浦尔站在季风前期（3-5月份）盛行西风，有利于塔尔沙漠的沙尘向东输送，而在季风期（6-9月）由阿拉伯海吹向次大陆的西南风也带来了塔尔沙漠甚至中东沙漠的沙尘[79]。图3-2亚洲沙尘和污染沙尘日数及出现频次月平均变化特征（灰色圆点代表总观测日数，蓝色圆点代表污染沙尘日数，黄色圆点代表沙尘日数，红色圆点代表沙尘频率，红色三角点代表污染沙尘频率）
【参考文献】：
期刊论文
[1]敦煌沙尘气溶胶质量浓度垂直特征个例分析[J]. 华雯丽,韩颖,乔瀚洋,王天河,黄忠伟,闭建荣,周天. 高原气象. 2018(05)
[2]东亚沙尘源区晴空和云上沙尘气溶胶特征[J]. 茹建波,王天河,李积明,韩颖,张北斗. 中国沙漠. 2018(02)
[3]1991-2010年全球沙尘气溶胶排放量气候特征及其大气环流影响因子[J]. 刘冲,赵天良,熊洁,刘煜,韩永翔,Liu Feng. 中国沙漠. 2015(04)
[4]基于CALIPSO星载激光雷达的中国沙尘气溶胶观测[J]. 徐成鹏,葛觐铭,黄建平,付强,刘华悦,陈斌. 中国沙漠. 2014(05)
[5]恒河流域和蒙古国南部AERONET站沙尘气溶胶光学物理特性对比分析[J]. 徐超,马耀明. 高原气象. 2013(04)
[6]“07.3”强沙尘暴天气过程的观测分析[J]. 隆霄,赵建华,黄建平. 兰州大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]20世纪80年代中国地区大气气溶胶光学厚度的平均状况分析[J]. 罗云峰,李维亮,周秀骥. 气象学报. 2001(01)
[8]中国气溶胶研究进展[J]. 刘毅,王明星,张仁健. 气候与环境研究. 1999(04)
[9]沙尘气溶胶与气候变化[J]. 钱云,符淙斌,王淑瑜. 地球科学进展. 1999(04)
硕士论文
[1]中国西北地区沙尘质量浓度的地基遥感研究[D]. 华雯丽.兰州大学 2018
本文编号：3461043
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