本文關(guān)鍵詞：基于衛(wèi)星和地基觀測的長三角地區(qū)氣溶膠直接輻射效應(yīng)研究

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【摘要】：隨著城市化的迅速發(fā)展,空氣污染已成為人類發(fā)展過程中的一個重要問題。作為大氣成分的重要組成部分,氣溶膠不僅與大氣環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān),而且在地氣輻射能量平衡中發(fā)揮著重要的作用。準(zhǔn)確監(jiān)測氣溶膠光學(xué)特性和直接輻射效應(yīng)不僅可以加深對于氣候系統(tǒng)中能量平衡的理解,還可以在國家大氣污染的預(yù)防與治理中發(fā)揮重要的作用。因此,本文分別針對地基實測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)(低空間分辨率數(shù)據(jù)和高空間分辨率)得到的氣溶膠直接輻射效應(yīng)進(jìn)行分析研究。通過對AERONET長三角站點的氣溶膠光學(xué)特性參數(shù)和太湖站點的氣溶膠直接輻射效應(yīng)的分析發(fā)現(xiàn),氣溶膠光學(xué)厚度、單次散射反射率、不對稱因子、氣溶膠直接輻射效應(yīng)都在夏季出現(xiàn)最大值,冬季出現(xiàn)最小值。波長指數(shù)和細(xì)粒子百分比都在在秋季出現(xiàn)最大值,春季出現(xiàn)最小值。進(jìn)一步統(tǒng)計分析得到長三角地區(qū)氣溶膠類型以吸收和中度吸收類型細(xì)粒子為主。本文選取了2005年-2014年期間520幅晴空MODIS數(shù)據(jù)計算了氣溶膠直接輻射效應(yīng),得到長三角地區(qū)地面和大氣頂氣溶膠直接輻射效應(yīng)10年均值分別為-102.916W/m2和-3.079W/m2。利用AERONET太湖和杭州站點數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證分析,得到太湖和杭州站點地面和大氣頂氣溶膠直接輻射效應(yīng)的平均相對誤差為22.07%、19.62%和29.62%、29.82%。進(jìn)一步對長三角地區(qū)氣溶膠直接輻射效應(yīng)進(jìn)行時空分析,發(fā)現(xiàn)地面氣溶膠直接輻射效應(yīng)值呈現(xiàn)北部低南部高的特點,大氣頂氣溶膠直接輻射效應(yīng)值呈現(xiàn)以中部為中心,向周邊遞增的分布特點,夏季氣溶膠直接輻射效應(yīng)值最低,冬季最高。上海地區(qū)氣溶膠直接輻射效應(yīng)值始終最低,其次是江蘇,說明上海受氣溶膠影響最大,降溫效果最明顯。最后利用高時間分辨率HJ-1CCD數(shù)據(jù)對南京市一次短時間的大氣污染過程進(jìn)行氣溶膠光學(xué)特性和直接輻射效應(yīng)的研究。計算得到2013年3月3日、4日和7日的AOD平均值分別是0.41、0.54和0.79,地面氣溶膠直接輻射效應(yīng)平均值為-75.6Wm-2、-98.1Wm-2和-138.2Wm-2,大氣頂氣溶膠直接輻射效應(yīng)值平均值為-3.7Wm-2、-5.2Wm-2和-8.1Wm-2。進(jìn)一步對氣溶膠光學(xué)厚度和直接輻射效應(yīng)進(jìn)行時空分析,發(fā)現(xiàn)此次氣溶膠污染是由本地工業(yè)生產(chǎn)、汽車排放和人類活動等引起的,與大氣污染的區(qū)域性輸送沒有直接關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：MODIS HJ AERONET 氣溶膠直接輻射效應(yīng) 時空特征分析
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P412;P422.1;X513
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 氣溶膠直接輻射效應(yīng)地基遙感研究10-12
• 1.2.2 氣溶膠直接輻射效應(yīng)衛(wèi)星遙感研究12-13
• 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容13-15
• 1.3.1 研究目標(biāo)13
• 1.3.2 研究內(nèi)容13-14
• 1.3.3 研究技術(shù)路線14-15
• 第二章 基于站點觀測的氣溶膠直接輻射效應(yīng)研究15-27
• 2.1 研究區(qū)概況15-16
• 2.2 長三角地區(qū)AERONET站點及數(shù)據(jù)介紹16-17
• 2.3 氣溶膠光學(xué)厚度和波長指數(shù)的變化特征17-20
• 2.4 單次散射反射率和不對稱因子的變化特征20-22
• 2.5 氣溶膠細(xì)粒子百分比的變化特征22-24
• 2.6 氣溶膠直接輻射效應(yīng)變化特征24-25
• 2.7 本章小結(jié)25-27
• 第三章 基于MODIS數(shù)據(jù)的氣溶膠直接輻射效應(yīng)研究27-46
• 3.1 研究資料與方法27-32
• 3.1.1 MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)及預(yù)處理27-28
• 3.1.2 氣溶膠直接輻射效應(yīng)計算28
• 3.1.3 6S模型介紹28-29
• 3.1.4 6S模型參數(shù)的敏感性分析29-32
• 3.2 氣溶膠直接輻射效應(yīng)結(jié)果與精度檢驗32-36
• 3.2.1 長三角地區(qū)10年平均氣溶膠直接輻射效應(yīng)32-34
• 3.2.2 結(jié)果驗證34-36
• 3.3 長三角地區(qū)氣溶膠直接輻射效應(yīng)時空分布特征分析36-44
• 3.3.1 氣溶膠直接輻射效應(yīng)空間分布特征36-42
• 3.3.2 氣溶膠直接輻射效應(yīng)時間分布特征42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 基于HJ衛(wèi)星的氣溶膠直接輻射效應(yīng)研究46-58
• 4.1 典型污染過程的選取46-49
• 4.1.1 PM2.5數(shù)據(jù)分析46-47
• 4.1.2 氣象資料數(shù)據(jù)分析47-48
• 4.1.3 實測數(shù)據(jù)分析48-49
• 4.2 研究方法與資料49-53
• 4.2.1 HJ-1數(shù)據(jù)預(yù)處理49-50
• 4.2.2 氣溶膠光學(xué)厚度反演原理與步驟50-53
• 4.3 氣溶膠光學(xué)厚度反演結(jié)果分析與特征分析53-54
• 4.4 氣溶膠直接輻射效應(yīng)值反演結(jié)果與特征分析54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第五章 結(jié)論與展望58-61
• 5.1 研究結(jié)論58-59
• 5.2 研究創(chuàng)新點59-60
• 5.3 研究不足與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 作者簡介66-67
• 致謝67

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本文編號：671528