【摘要】：氣溶膠-輻射相互作用一直是當(dāng)今大氣環(huán)境、氣候變化研究的熱點(diǎn),氣溶膠通過(guò)吸收和散射太陽(yáng)輻射影響地-氣系統(tǒng)輻射收支平衡。雖然氣溶膠總體對(duì)全球氣候呈現(xiàn)負(fù)的輻射強(qiáng)迫,但吸收性氣溶膠中黑碳?xì)馊苣z卻呈現(xiàn)明顯的正輻射強(qiáng)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(zhǔn)確評(píng)估、預(yù)測(cè)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(yáng)輻射的7%,但是對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響巨大,過(guò)量的紫外照射會(huì)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(huì)誘發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。因此,研究吸收性氣溶膠的時(shí)空分布特征及其對(duì)紫外輻射的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)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(guó)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(zhǎng)江三角洲地區(qū)吸收性氣溶膠的時(shí)空分布特征及其對(duì)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(xué)參數(shù)(AOD和SSA)對(duì)紫外輻射的定量影響。結(jié)果如下:(1)在時(shí)間分布上,該地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)與吸收性氣溶膠光學(xué)厚度(AAOD)的年際變化趨勢(shì)一致,均為先升后降,于2011年達(dá)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(zhǎng)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(zhǎng)三角地區(qū)AAOD和AOD的年均空間分布與黑碳貢獻(xiàn)量一致。(2)在兩個(gè)地面觀測(cè)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(shì),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(qiáng)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(shí)達(dá)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(zhǔn)確,并且模式模擬結(jié)果總是高于實(shí)際觀測(cè)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(cè)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(shí)模擬得到的結(jié)果明顯大于實(shí)際觀測(cè)得到的紫外輻射值。模式模擬結(jié)果總是高于實(shí)際觀測(cè)得到的紫外輻射值的原因有三:一是實(shí)際觀測(cè)條件下,不能完全避免云的影響。二是由于實(shí)際測(cè)量時(shí)存在半寬透射帶,實(shí)際測(cè)量得到的紫外輻射值并不是理想波段下的值。三是與實(shí)際環(huán)境當(dāng)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(yán)重時(shí)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(dāng)波長(zhǎng)小于300nm時(shí),到達(dá)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(duì)紫外輻射的影響較大,紫外輻射比較敏感。在330nm以后到達(dá)地面的紫外輻射增長(zhǎng)速度十分緩慢,該波段下紫外輻射敏感程度不高。每當(dāng)AOD增加0.2,正午12時(shí)UV輻射便被削弱了近11%,每當(dāng)SSA降低0.05,正午12時(shí)紫外輻射便衰減了近6%。太湖站到達(dá)地面的紫外輻射含量總是高于常熟站,當(dāng)波長(zhǎng)在355nm以上時(shí),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(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)分布[75]Fig.2-2 Distribution of Chinese Ecosystem Research Network Sites本文選用來(lái)自 CERN 每小時(shí)紫外輻射數(shù)據(jù)，由 CUV3 寬帶輻射儀測(cè)量得到，該儀器可測(cè)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(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)集中因人為錯(cuò)誤或傳感器故障而產(chǎn)生問(wèn)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(wèn)題數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)的分析處理過(guò)程中被剔除。本文研究時(shí)間段為 2008 年 1 月 1 日 0 點(diǎn)到 2015 年 12 月 31 日23 點(diǎn)，數(shù)據(jù)來(lái)自常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站（Changshu Agriculture, CSA）和太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站（Tai Lake, THL）。本文使用該數(shù)據(jù)集研究長(zhǎng)江三角洲地區(qū)兩個(gè)

旨在幫助人們更深入的了解局長(zhǎng)江三角洲地區(qū)吸收性氣溶膠的時(shí)空控制提供科學(xué)依據(jù)。AAOD 表示因氣的衰減，，是研究吸收氣溶膠的時(shí)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(xué)厚度（AOD）是最常用的氣性的一個(gè)重要參數(shù)，是推算氣溶膠含量
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X513

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本文編號(hào)：2700110