【摘要】：氣溶膠-輻射相互作用一直是當今大氣環(huán)境、氣候變化研究的熱點,氣溶膠通過吸收和散射太陽輻射影響地-氣系統(tǒng)輻射收支平衡。雖然氣溶膠總體對全球氣候呈現(xiàn)負的輻射強迫,但吸收性氣溶膠中黑碳氣溶膠卻呈現(xiàn)明顯的正輻射強迫,其產(chǎn)生的氣候效應(yīng)與溫室氣體類似,因此,吸收性氣溶膠成為準確評估、預(yù)測全球氣候變化的主要不確定因素之一。雖然紫外輻射僅占太陽輻射的7%,但是對人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響巨大,過量的紫外照射會增加皮膚癌、白內(nèi)障的患病幾率,破壞植物的光合作用,還會誘發(fā)光化學反應(yīng)。因此,研究吸收性氣溶膠的時空分布特征及其對紫外輻射的影響具有重要的現(xiàn)實意義和科學價值。本文選取2008~2017年OMI/Aura OMAERUV L2氣溶膠數(shù)據(jù)集和2008~2015年中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的紫外輻射數(shù)據(jù)集,研究長江三角洲地區(qū)吸收性氣溶膠的時空分布特征及其對紫外輻射的影響,并結(jié)合NCAR TUV輻射傳輸模式,深入研究氣溶膠光學參數(shù)(AOD和SSA)對紫外輻射的定量影響。結(jié)果如下:(1)在時間分布上,該地區(qū)氣溶膠光學厚度(AOD)與吸收性氣溶膠光學厚度(AAOD)的年際變化趨勢一致,均為先升后降,于2011年達最高值,分別為0.702和0.056。月際變化顯示AAOD高值多發(fā)生在1、3和6月,11月到次年1月明顯增加。在空間分布上,長三角地區(qū)AAOD呈北高南低分布,AOD與AAOD分布相似,AAOD0.05的高值區(qū)主要集中在安徽北部、江蘇北部以及南京、杭州和金華等地區(qū)。AAOD與AOD季節(jié)空間分布均為春冬高,秋季較低,但二者不同的是,夏季AOD很大,AAOD卻很小。長三角地區(qū)AAOD和AOD的年均空間分布與黑碳貢獻量一致。(2)在兩個地面觀測站中,太湖站的紫外輻射值較高。年變化顯示,紫外輻射在6月出現(xiàn)明顯的下降趨勢,其原因主要是江南6月正值梅雨期,隨著梅雨期結(jié)束,7、8月紫外輻射值回升且為一年中紫外輻射最強的月份,11和12月的紫外輻射處于較低水平。紫外輻射的季節(jié)變化特征較為顯著,夏季春季秋季冬季。紫外輻射于正午12時達紫外輻射最大值。(3)TUV輻射傳輸模式模擬紫外輻射的變化較為準確,并且模式模擬結(jié)果總是高于實際觀測的紫外輻射值。以5月12日和7月28日為代表的春季和夏季的紫外輻射地面觀測和模式模擬結(jié)果較為相近。以10月15日和1月8日代表的秋季和冬季在10~14時模擬得到的結(jié)果明顯大于實際觀測得到的紫外輻射值。模式模擬結(jié)果總是高于實際觀測得到的紫外輻射值的原因有三:一是實際觀測條件下,不能完全避免云的影響。二是由于實際測量時存在半寬透射帶,實際測量得到的紫外輻射值并不是理想波段下的值。三是與實際環(huán)境當中的大氣污染程度有關(guān),通常情況下大氣環(huán)境中的二氧化硫和氮氧化物在大氣污染嚴重時是被低估的。(4)AOD與紫外輻射的相關(guān)系數(shù)R為-0.591;SSA與紫外輻射的相關(guān)系數(shù)R值為0.504。當波長小于300nm時,到達地面的紫外輻射基本為零,這是由于平流層中臭氧層吸收造成的。在300~330nm波段下紫外輻射大幅增加,氣溶膠對紫外輻射的影響較大,紫外輻射比較敏感。在330nm以后到達地面的紫外輻射增長速度十分緩慢,該波段下紫外輻射敏感程度不高。每當AOD增加0.2,正午12時UV輻射便被削弱了近11%,每當SSA降低0.05,正午12時紫外輻射便衰減了近6%。太湖站到達地面的紫外輻射含量總是高于常熟站,當波長在355nm以上時,太湖站的紫外輻射變化幅度較常熟站更為顯著。
【圖文】：

圖 2-2 中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)站點分布[75]Fig.2-2 Distribution of Chinese Ecosystem Research Network Sites本文選用來自 CERN 每小時紫外輻射數(shù)據(jù)，由 CUV3 寬帶輻射儀測量得到，該儀器可測量光譜范圍為 290~400nm，輸出電壓為 0~100mV[76]，精確度為 5%，符合世界氣象組織（World Meteorological Organization, WMO）的測量標準，數(shù)據(jù)集中因人為錯誤或傳感器故障而產(chǎn)生問題數(shù)據(jù)用 32766 表示，因不符合質(zhì)量控制原則的紫外輻射數(shù)據(jù)則用 9999 表示，以上出現(xiàn)的問題數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)的分析處理過程中被剔除。本文研究時間段為 2008 年 1 月 1 日 0 點到 2015 年 12 月 31 日23 點，數(shù)據(jù)來自常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站（Changshu Agriculture, CSA）和太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)試驗站（Tai Lake, THL）。本文使用該數(shù)據(jù)集研究長江三角洲地區(qū)兩個

旨在幫助人們更深入的了解局長江三角洲地區(qū)吸收性氣溶膠的時空控制提供科學依據(jù)。AAOD 表示因氣的衰減，，是研究吸收氣溶膠的時空分布定義為散射系數(shù)與消光系數(shù)的比值（散全吸收）到 1（完全散射），是衡量氣溶膠光學厚度（AOD）是最常用的氣性的一個重要參數(shù)，是推算氣溶膠含量
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X513

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本文編號：2700110