首页> 正文

卫星遥感中国海域气溶胶光学特性及其辐射强迫研究

2020-11-28阅读(561)

卫星遥感中国海域气溶胶光学特性及其辐射强迫研究

论文摘要

气溶胶作为重要的气候因子,对地-气能量系统产生重要的影响。本论文主要是结合多颗传感器的卫星数据（MODIS气溶胶产品和CERES辐射通量数据）,系统地分析了中国海域气溶胶的光学特性和辐射强迫。首先利用船测数据和AERONET地基观测数据,通过改进了测量方法和验证方法,对MODIS气溶胶产品在中国海域的适用性进行了验证;然后利用验证后的MODIS数据,分析了我国海域气溶胶的时空分布特征,并结合气象场和化学成分进行了原因说明;进一步利用MODIS气溶胶产品,分离出人为气溶胶和沙尘气溶胶成分,并得到它们的时空分布特征;结合MODIS、CERES数据和辐射传输模式,设计了气溶胶直接辐射强迫的算法,得到中国海域气溶胶直接辐射强迫的分布,并与SPRINTARS气溶胶模式结果进行了比较;最后利用MODIS的气溶胶和云产品,对我国海域气溶胶的间接作用进行了分析。得到以下主要结论:1.改进太阳光度计测量方法,对中国海域气溶胶进行了船载测量,验证了MODIS气溶胶光学厚度的分布特征;利用AERONET数据,改进验证方法,证实MODIS气溶胶光学厚度与AERONET具有很好的相关关系,误差符合NASA的要求,说明MODIS气溶胶产品适用于中国海域。这为下面的研究打下了基础。2.通过分析MODIS气溶胶产品,证实我国海域气溶胶光学厚度（AOT）与小颗粒比例（FMF）存在明显的季节变化和空间分布特征。通过分析气象场和化学成分可知,这一特征受风场和降雨的影响,而陆源输送是我国海域气溶胶的主要来源。3.利用MODIS气溶胶产品中AOT与FMF的关系,得到了人为和沙尘气溶胶的计算公式,利用这一公式分别获得中国海域人为和沙尘气溶胶各自的分布。分析结果显示,中国海域人为气溶胶和沙尘气溶胶分别存在明显的时空分布特征。4.结合MODIS、CERES数据和辐射传输模式,设计了计算直接辐射强迫的算法:（1）剔除云区;（2）建立无气溶胶晴空条件下的大气顶辐射通量查找表;（3）将辐射率转化为辐射通量;（4）计算气溶胶瞬时直接辐射强迫;（5）计算瞬时辐射强迫与日平均辐射强迫之间的修正因子。通过以上五步,得到了中国海域气溶胶直接辐射强迫的时空分布特征。并通过与SPRINTARS气溶胶模式结果的比较,证实了利用卫星直接计算我国海域气溶胶直接辐射强迫是可行的。5.通过分析MODIS的气溶胶和云产品,证实了我国海域气溶胶间接效应是明显存在的。在不同季节由于气溶胶种类的变化和水汽条件的不同,气溶胶对于云的间接作用又是不同的。本论文的主要创新点:1.对MODIS气溶胶产品的验证方法进行了改进。首先,通过改进MICROTOPSⅡ的测量方法,将适合于陆地测量的太阳光度计应用到海上船载测量。其次,改进了MODIS与AERONET的验证方法,调整了空间匹配窗口的大小,得到了更好的验证效果。2.结合气象场和化学成分数据,分别从气象因素和化学组成两个方面分析了我国海域气溶胶的形成原因。分析可知,我国海域气溶胶主要来源于我国沿海的陆地源,受到风场和降雨的共同作用,形成明显的时空分布特征。3.利用MODIS气溶胶产品中的AOT和FMF关系,得到了沙尘气溶胶和人为气溶胶的计算公式,直接从卫星数据中区分了沙尘气溶胶和人为气溶胶成分。4.在国内首次结合多颗传感器的卫星数据,直接获得气溶胶瞬时直接辐射强迫。并利用辐射传输模式,将瞬时直接辐射强迫转化为日平均直接辐射强迫。最后利用卫星数据证实了中国海域气溶胶的间接效应的存在。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究目的和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 地面观测
  • 1.2.2 模式分析
  • 1.2.3 卫星遥感
  • 1.3 研究内容和技术路线
  • 1.3.1 拟解决的关键科学问题
  • 1.3.2 研究内容、章节安排和主要结论
  • 第二章 中国海域MODIS气溶胶数据验证
  • 2.1 介绍
  • 2.2 船测数据验证
  • 2.2.1 试验介绍
  • 2.2.2 测量和数据处理方法
  • 2.2.3 数据验证结果
  • 2.3 AERONET数据验证
  • 2.3.1 数据介绍
  • 2.3.2 数据验证方法
  • 2.3.3 数据验证结果
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 中国海域气溶胶特性分析
  • 3.1 介绍
  • 3.2 数据介绍
  • 3.3 气溶胶光学厚度和小颗粒比例的时间变化
  • 3.3.1 季节变化
  • 3.3.2 时间序列
  • 3.4 气溶胶光学厚度和小颗粒比例的空间分布
  • 3.5 原因分析
  • 3.5.1 气象场分析
  • 3.5.2 实测数据分析
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 中国海域沙尘和人为气溶胶特性分析
  • 4.1 介绍
  • 4.2 数据介绍
  • 4.3 研究方法
  • 4.4 人为气溶胶和沙尘气溶胶的时间变化
  • 4.4.1 季节变化
  • 4.4.2 时间序列
  • 4.5 人为气溶胶和沙尘气溶胶的空间分布
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 卫星遥感中国海域气溶胶直接辐射强迫
  • 5.1 介绍
  • 5.2 研究区域与数据
  • 5.3 算法设计
  • 5.4 气溶胶瞬时直接辐射强迫
  • 5.4.1 确定晴空区，剔除云区
  • 5.4.2 Fclr查找表的建立
  • 5.4.3 有气溶胶晴空条件下大气顶的辐射通量（Faero）和AOT550
  • 5.4.4 气溶胶瞬时直接辐射强迫的时空分布
  • diurnal)'>5.5 日平均气溶胶直接辐射强迫(SWARFdiurnal)
  • 5.5.1 修正因子
  • 5.5.2 日平均气溶胶直接辐射强迫时空分布
  • 5.6 误差分析
  • 5.7 本章小结
  • 第六章 中国海域气溶胶间接效应
  • 6.1 介绍
  • 6.2 数据和方法介绍
  • 6.3 结果分析
  • 6.3.1 全年
  • 6.3.2 夏季
  • 6.3.3 春季
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 中国海域气溶胶直接辐射强迫数值模拟
  • 7.1 介绍
  • 7.2 模式介绍
  • 7.3 模拟方案和资料
  • 7.4 结果分析
  • 7.5 本章小结
  • 第八章 总结与展望
  • 8.1 论文工作总结
  • 8.2 创新点分析
  • 8.3 研究展望
  • 参考文献
  • 硕博连读期间发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].相对湿度对吸收性气溶胶指数的影响[J]. 遥感学报 2019(06)
    • [2].多波长气溶胶激光雷达观测北京地区持续性雾霾的典型案例[J]. 激光与光电子学进展 2019(24)
    • [3].冬季全环控鸡舍细菌气溶胶分布规律研究[J]. 中国家禽 2019(22)
    • [4].成都冬季一次持续污染过程气象成因及气溶胶垂直结构和演变特征[J]. 环境科学学报 2020(02)
    • [5].严重事故下吸湿性气溶胶的自然去除研究[J]. 核动力工程 2020(01)
    • [6].从短波红外与红光波段反演华北地区气溶胶[J]. 遥感信息 2020(01)
    • [7].新型冠状病毒肺炎疫情下治疗药物监测实验室气溶胶产生风险及应对[J]. 中国药业 2020(07)
    • [8].口腔诊室感染性气溶胶的研究进展[J]. 全科护理 2020(09)
    • [9].东南亚生物质燃烧输送影响我国西南气溶胶辐射特性研究[J]. 中国环境科学 2020(04)
    • [10].云贵高原昆明站点不同气溶胶污染个例下气溶胶特征对比研究[J]. 环境科学学报 2020(06)
    • [11].新型冠状病毒可能的气溶胶传播与口腔诊疗防护的特殊性（英文）[J]. Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 2020(05)
    • [12].新型冠状病毒气溶胶医院内潜在感染风险及预防措施[J]. 中国医药 2020(06)
    • [13].不同湿度城市气溶胶对紫外光通信性能分析[J]. 激光杂志 2020(05)
    • [14].两种气溶胶消光吸湿增长因子的适用性分析[J]. 激光与光电子学进展 2020(09)
    • [15].鼓泡过滤可溶性气溶胶特性实验研究[J]. 核动力工程 2019(S2)
    • [16].酸性硫酸铵种子气溶胶对甲苯二次有机气溶胶形成和组分的影响研究[J]. 环境科学学报 2020(07)
    • [17].基于MODIS数据的山西省气溶胶时空变化特征[J]. 能源与节能 2020(07)
    • [18].新型冠状病毒能否通过气溶胶传播？[J]. 三峡生态环境监测 2020(02)
    • [19].气溶胶喷射打印系统成形宽度影响因素分析[J]. 厦门理工学院学报 2020(03)
    • [20].东亚典型站点混合型气溶胶光学特性和辐射效应对比[J]. 兰州大学学报(自然科学版) 2020(03)
    • [21].全球和亚洲人为气溶胶影响东亚气候的数值模拟研究[J]. 气象科学 2020(04)
    • [22].火灾气溶胶对全球陆地生态系统生产力的影响（英文）[J]. Atmospheric and Oceanic Science Letters 2020(04)
    • [23].艾比湖地区气溶胶光学特性分析[J]. 环境科学 2020(08)
    • [24].山东农村和背景地区雾霾天与清洁天气溶胶光学特性[J]. 山东大学学报(工学版) 2020(04)
    • [25].气泡尺寸对气溶胶水洗效果计算的影响[J]. 核技术 2020(09)
    • [26].激光近距探测抗气溶胶干扰方法研究进展[J]. 兵器装备工程学报 2020(08)
    • [27].星载云–气溶胶激光雷达光机系统结构及研究进展[J]. 红外与激光工程 2020(08)
    • [28].基于卫星遥感气溶胶产品评估体系的气溶胶时空分布及变化趋势表征[J]. 环境科学学报 2020(09)
    • [29].气溶胶辐射效应对边界层及污染物浓度的影响[J]. 三峡生态环境监测 2020(03)
    • [30].民机货舱气溶胶燃爆特性的实验研究[J]. 工业安全与环保 2020(09)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    卫星遥感中国海域气溶胶光学特性及其辐射强迫研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5