塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征研究

论文摘要

利用塔克拉玛干沙漠大气环境监测站2007年1～12月紫外辐射、总辐射和地面气象观测数据,2007年4～5月直接和散射辐射数据,分析了塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征及影响因子,紫外辐射与总辐射关系,重点分析了不同天气型紫外辐射及紫外辐射与总辐射比值变化特征。建立了估算方程,利用紫外辐射计算臭氧并检验。主要结论如下:（1）紫外辐射和紫外UV-B辐射年总量分别为305.64MJ·m-2·a-1和8.59 MJ·m-2·a-1。7月最大,12月最小。冬季的紫外和紫外UV-B辐射大约只有夏季的2/5多一点和1/4多一点。紫外和紫外UV-B辐射全年瞬时强度峰值均在6月份,分别为66.9W·m-2和2.51W·m-2。（2）紫外辐射年平均值在总辐射年平均值中所占比例为4.99%,平均变化范围为4.16%～5.9%。紫外辐射在总辐射中所占比例变化位相为单峰型,夏季大,冬季小,春、秋季居中。随着云量的增多,紫外辐射与总辐射的比值增大,随着沙尘的增多,其比值减小。紫外辐射与总辐射比例和总辐射的关系具有显著的季节变化特征,其比例在春季最小,春季和冬季集中在4.5%左右,夏季为全年最高,集中在5.5%左右,秋季集中在4.7%左右。（3）紫外辐射受云量和沙尘影响很大。紫外辐射随总云量增多降低,碧空最大。与晴天相比,阴天UV和UV-B辐射分别减少31.68%和33.69%;多云天UV和UV-B辐射分别减少15.74%和16.89%;少云天UV和UV-B辐射分别减少11.64%和13.15%。层积云（Sc）、卷云（Ci）时,平均紫外UV辐射比晴天分别减少23.63%、12.53%;平均紫外UV-B辐射比晴天分别减少17.47%、14.31%。随着沙尘的增多,紫外辐射值越小,沙尘暴天气时UV和UV-B辐射值为沙尘天气中最小值。浮尘、扬沙天气,UV和UV-B辐射分别被削弱了11.91%和14.68%,沙尘暴天气分别被削弱了41.91%和44.32%。云量和沙尘对UV-B的衰减大于对UV的衰减。（4）紫外辐射与总辐射关系密切,且呈显著正相关。在常规气象要素中,地温与紫外辐射的关系最密切。拟合方程比较稳定和可信,可用来估算塔中紫外辐射值。根据白建辉的经验公式,对塔中2007年4月9日～5月20日的数据做逐步回归分析,得出,在塔中决定O3的主要因子是散射因子,其次是光化学因子,最后是UV。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题依据
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外文献综述
• 1.3.1 国外研究进展
• 1.3.2 国内研究进展
• 1.4 研究目的及主要内容
• 2 研究区概况
• 2.1 塔克拉玛干沙漠概况
• 2.2 塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站概况
• 3 研究资料与方法
• 3.1 实验仪器
• 3.2 数据采集和处理
• 3.2.1 辐射数据
• 3.2.2 地面气象观测数据
• 4 塔中紫外辐射基本特征
• 4.1 紫外辐射和紫外UV-B 辐射特征
• 4.1.1 紫外辐射和紫外UV-B 辐射年变化特征
• 4.1.2 紫外辐射和紫外UV-B 辐射季节变化特征
• 4.1.3 紫外辐射和紫外UV-B 辐射平均日变化特征
• 4.1.4 紫外辐射和紫外UV-B 辐射极值变化特征
• 4.1.5 典型晴天下不同季节紫外辐射日变化
• 4.1.6 典型天气紫外辐射和紫外UV-B 辐射特征
• 4.2 小结
• 5 紫外辐射与总辐射的关系
• 5.1 紫外辐射与总辐射的年变化及相关
• 5.2 紫外辐射与总辐射的比值
• 5.3 紫外辐射与总辐射比值的季节变化
• 5.4 紫外辐射与总辐射比值的日变化
• 5.5 紫外辐射与总辐射比值与总辐射的关系
• 5.6 小结
• 6 影响紫外辐射的因子分析
• 6.1 太阳高度角的影响
• 6.2 云量和云状的影响
• 6.2.1 云量
• 6.2.2 云状
• 6.3 沙尘的影响
• 6.4 小结
• 7 紫外辐射经验估算方程的建立
• 7.1 相关因子及其可能影响机制分析
• 7.1.1 总辐射与紫外辐射
• 7.1.2 气温与紫外辐射
• 7.1.3 0cm 地温与紫外辐射
• 7.1.4 比湿与紫外辐射
• 7.1.5 云量与紫外辐射
• 7.1.6 能见度与紫外辐射
• 7.2 紫外辐射的估算
• 7.3 检验与误差分析
• 7.4 小结与讨论
• 7.4.1 讨论
• 7.4.2 结论
• 8 臭氧总量的经验计算
• 8.1 臭氧总量的经验算法（白建辉经验公式）
• 8.2 计算结果
• 8.3 估算值与观测值比较
• 8.4 小结与讨论
• 结论与展望
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 后记