收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

利用卫星和AERONET观测资料对东亚地区吸收性气溶胶识别及其光学特征分析

陈斌  
【摘要】:从沙尘源区产生的沙尘气溶胶、来自生物质燃烧和化石燃料燃烧的黑碳和有机碳气溶胶是最主要的三类吸收性气溶胶。由吸收性气溶胶产生的辐射强迫是全球和区域气候变化不确定性最大的来源之一。识别吸收性气溶胶并估计其光学特性能够深入了解和准确估计吸收性气溶胶的直接、半直接和间接效应,进而对气候变化研究都有着非常重要的意义。本文首先通过卫星观测对沙尘气溶胶长距离传输和垂直结构特征进行分析,并发展了一套结合多卫星识别沙尘气溶胶的新算法。同时通过对地面观测AERONET资料的分析发展了一套地面识别吸收性气溶胶的方法。 在太平洋沙尘实验期间(PACDEX),用云-气溶胶偏振激光雷达(CALIOP)和地面标准数据来研究亚洲对流层中沙尘气溶胶的长距离传输和垂直分布特征。结果表明,在太平洋地区,气溶胶主要呈现两层结构,这主要同两个不同的沙尘源区有关系。从CALIOP观测的后向散射退偏比的垂直分布可以看出,从戈壁沙漠地区发生的沙尘一般都低于5千米,通常经过3天左右的时间到达太平洋,而从塔克拉玛干沙漠发生的沙尘有时能够达到9千米,这种情况一般需要5天或者更长的时间到达太平洋。说明进入到对流层上层西风急流的沙尘气溶胶可以被长距离传输达到更远。 我们发展了一套结合主动CALIOP和被动红外成像仪(IIR)识别沙尘气溶胶的算法。这种结合激光雷达和红外观测(CLIM)的方法主要是用IIR三波段红外亮温来区分冰云和厚沙尘层并用激光雷达识别薄沙尘和水云层。一般来说厚沙尘层的10.6和12.05微米的亮温差(BTD11-12)是负值,冰云层的亮温差是正值,对于薄沙尘层来说,亮温差会从负值到正值之间变化,这种情况正好可以用CALIOP准确识别。塔克拉玛干沙漠在2008年春季的结果表明,美国国家航天局第二版CALIOP的沙尘层识别方法会误判43%的沙尘层(几乎所有的厚沙尘层)为云层,而我们的CLIM新方法会显著的减小这种误判到7%。 我们用AERONET观测资料发展了一种获取吸收性气溶胶来源分类的方法。该方法主要是从AERONET观测资料得到散射和吸收Angstrom旨数,进而利用这些气溶胶光学参量把吸收性气溶胶来源分为以下六类:沙尘、生物质燃烧、化石燃料燃烧、沙尘和生物质燃烧混合、生物质和化石燃料燃烧混合和混合污染物。 为了从AERONET观测数据识别吸收性气溶胶,我们发展了一套结合吸收Angstrom指数(AAE)来识别沙尘、黑碳和有机碳气溶胶的方法(三波段方法)。通过对吸收性气溶胶混合数据进行分析,我们估算出沙尘气溶胶AAE1(440和675nm)和AAE2(675和870nm)分别是2.24和1.29,黑碳气溶胶AAE1和AAE2是0.33和0.69,有机碳气溶胶的AAE1是4.21。把沙尘、黑碳和有机碳的AAEs代入三波段方程中,从而估计出它们的光学特征,并把这些结果同GOCART模式结果和外场实验结果作比较。结果表明:用三波段方法得到的550nm波段的有机碳和黑碳气溶胶的光学厚度比是1.33和吸收光学厚度比是0.26,GOCART模式得到的结果分别为1.94和0.05,而外场试验INDOEX和SAFARI的结果是1.4~1.5和0.27,对比分析可知三波段的结果同外场实验结果一致。因此,通过本文我们可以更加准确的估计沙尘、黑碳和有机碳气溶胶的对气候的影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 夏祥鳌;;全球陆地上空MODIS气溶胶光学厚度显著偏高[J];科学通报;2006年19期
2 车慧正,张小曳,石广玉,李杨,赵剑琦,屈文军,王丹;沙尘和灰霾天气下毛乌素沙漠地区大气气溶胶的光学特征[J];中国粉体技术;2005年03期
3 周春艳;柳钦火;唐勇;王凯;孙林;何颖霞;;MODIS气溶胶C004、C005产品的对比分析及其在中国北方地区的适用性评价[J];遥感学报;2009年05期
4 任通;高玲;李成才;毛节泰;李万彪;石光明;杨东伟;王磊;;利用风云2C静止卫星可见光资料反演气溶胶光学厚度[J];北京大学学报(自然科学版);2011年04期
5 郑有飞;董自鹏;吴荣军;李占清;江洪;;MODIS气溶胶光学厚度在长江三角洲地区适用性分析[J];地球科学进展;2011年02期
6 王亚强;;中国大气气溶胶及其气候效应[J];Annual Report of CAMS;2007年00期
7 张玉洁;张武;陈艳;常倬林;史晋森;;黄土高原半干旱地区气溶胶光学厚度变化特征的初步分析[J];高原气象;2008年06期
8 张凯,高会旺;东亚地区沙尘气溶胶的源和汇[J];安全与环境学报;2003年03期
9 肖辉,GregoryR.Carmichael;东亚地区沙尘气溶胶影响硫酸盐形成的模式评估[J];大气科学;1998年03期
10 ;后记[J];气候与环境研究;2000年01期
11 成天涛,吕达仁,陈洪滨,王庚辰;浑善达克沙地沙尘气溶胶的物理化学特性[J];科学通报;2005年05期
12 刘立超,王涛,周茅先,李新荣,失吹贞代,柳泽文孝;沙坡头地区沙尘气溶胶质量浓度的试验观测研究[J];中国沙漠;2005年03期
13 牛生杰,章澄昌,孙继明;贺兰山地区沙尘气溶胶粒子谱分布的观测研究[J];大气科学;2001年02期
14 牛生杰,孙继明,陈跃,刘宏杰;贺兰山地区春季沙尘气溶胶质量浓度的观测分析[J];高原气象;2001年01期
15 成天涛,吕达仁,陈洪滨,李占清;浑善达克沙地沙尘气溶胶的粒谱特征[J];大气科学;2005年01期
16 刘毅,周明煜;北京及近中国海春季沙尘气溶胶浓度变化规律的研究[J];环境科学学报;1999年06期
17 江研因;阿尔卑斯山顶测到塔克拉玛干沙漠的灰尘[J];上海环境科学;2003年12期
18 王明星,张仁健;大气气溶胶研究的前沿问题[J];气候与环境研究;2001年01期
19 周荣卫,刘红年,蒋维楣;中国地区沙尘气溶胶输送过程的数值模拟[J];气象科学;2004年01期
20 吴涧,蒋维楣,王卫国,姚克亚,袁仁民;我国春季大气沙尘气溶胶分布和短波辐射效应的数值模拟[J];中国科学技术大学学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郝丽;杨文;吴统文;赵剑琦;石广玉;谭燕;;黑碳-硫酸盐混合气溶胶的辐射特性分析[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
2 王志立;张华;沈学顺;;雪和冰中黑碳气溶胶的辐射强迫及其气候响应[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
3 陈林;石广玉;王标;张鹏;;基于卫星观测资料的气溶胶直接辐射强迫研究[A];第27届中国气象学会年会应对气候变化分会场——人类发展的永恒主题论文集[C];2010年
4 吴兑;;灰霾天气的形成与演化[A];第28届中国气象学会年会——S14气候环境变化与人体健康[C];2011年
5 夏祥鳌;陈洪滨;李占清;王普才;范学花;;中国大陆地区气溶胶光学特性及辐射气候效应研究[A];第七届海峡两岸气胶技术研讨会暨第二届空气污染技术研讨会论文摘要集[C];2010年
6 吴兑;;中国大陆灰霾天气的典型个例(台风外围、沙尘、海盐)[A];第七届海峡两岸气胶技术研讨会暨第二届空气污染技术研讨会论文摘要集[C];2010年
7 夏祥鳌;;全球陆地上空MODIS气溶胶光学厚度显著偏高[A];中国气象学会2006年年会“大气成分与气候、环境变化”分会场论文集[C];2006年
8 郭建平;薛勇;光洁;;基于多角度卫星遥感数据的气溶胶光学厚度定量反演[A];中国气象学会2007年年会大气成分观测、研究与预报分会场论文集[C];2007年
9 张玉洁;张武;陈艳;苑文华;史晋森;;黄土高原半干旱地区气溶胶光学厚度变化特征的初步分析[A];第26届中国气象学会年会大气成分与天气气候及环境变化分会场论文集[C];2009年
10 吴兑;吴晟;李海燕;陈欢欢;邓涛;;穗港晴沙两重天-2010年3月17-23日珠三角灰霾过程分析[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈斌;利用卫星和AERONET观测资料对东亚地区吸收性气溶胶识别及其光学特征分析[D];兰州大学;2012年
2 刘建军;长三角太湖地区云和气溶胶辐射特性的地基遥感研究[D];南京信息工程大学;2012年
3 王志立;典型种类气溶胶的辐射强迫及其气候效应的模拟研究[D];中国气象科学研究院;2011年
4 周碧;黄土高原半干旱区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2012年
5 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
6 李霞;西北半干旱区大气可降水量和气溶胶光学特性的反演与分析[D];兰州大学;2012年
7 曹贤洁;兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2010年
8 周春红;大气气溶胶及其对云和降水影响的在线数值模拟研究[D];中国气象科学研究院;2013年
9 王玲;大气气溶胶化学成分地基遥感反演研究[D];南京大学;2013年
10 苏婧;中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究[D];兰州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毛晓琴;上海地区灰霾天气气溶胶物理特性研究[D];东华大学;2010年
2 向涛;张掖地区气溶胶光学特征的观测研究[D];兰州大学;2011年
3 胡蝶;中国地区大气气溶胶光学厚度的卫星遥感监测分析[D];兰州大学;2012年
4 罗凯;基于卫星遥感的东亚气溶胶特征分析[D];中国海洋大学;2012年
5 张磊;兰州远郊榆中地区气溶胶吸收特征[D];兰州大学;2011年
6 王沫威;长春市气溶胶光学特性的反演与分析[D];东北师范大学;2011年
7 肖林;基于光纤光谱仪的气溶胶光谱特征的研究[D];南京信息工程大学;2012年
8 王莹;人为气溶胶对东亚区域气候影响的数值模拟[D];南京信息工程大学;2012年
9 李鑫;CAM5模式的评估与一次有机碳气溶胶的气候效应[D];中国气象科学研究院;2012年
10 潘鹄;利用微脉冲激光雷达研究上海灰霾气溶胶光学特性[D];东华大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 苏玉君郑菲 通讯员 王德英;中国大气气溶胶及其气候效应研究取得明显进展[N];中国气象报;2007年
2 本期嘉宾 中国气象学会秘书长 研究员 王春乙 采访者 本报记者 郑菲;气溶胶浓度增加影响作物生产[N];中国气象报;2007年
3 记者 倪永强 通讯员 杨启国;专家研讨干旱气候变化[N];中国气象报;2009年
4 干旱所;干旱所:凝聚一流科研力量的西北主力军[N];中国气象报;2006年
5 韩宗坡;求解气候变暖与沙尘暴的关系[N];中国气象报;2008年
6 记者 屈遐;中日韩专家再商治沙对策[N];中国环境报;2003年
7 陈磊 魏景云;我国沙尘暴监测预测研究有更新进展[N];中国气象报;2003年
8 刘冲;再谈京津沙尘暴[N];中国矿业报;2007年
9 记者 潘俊杰;气溶胶研究领域首个973项目启动[N];中国气象报;2006年
10 郭文琦;中美首次开展合作进行西北沙尘暴的观测试验[N];中国气象报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978