【摘要】：氣溶膠的垂直分布特征可以通過(guò)影響不同溫度層的云相態(tài)來(lái)進(jìn)一步影響地球的輻射收支和全球水循環(huán)系統(tǒng)�；谥鲃�(dòng)衛(wèi)星觀測(cè)來(lái)研究氣溶膠對(duì)云相的影響,和評(píng)估再分析資料中氣溶膠垂直分布特征的準(zhǔn)確性具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),這對(duì)減小氣候模式中云-氣溶膠相互作用的不確定性而言具有重要的科學(xué)意義�；谏鲜隹紤],本論文首先基于CALIPSO氣溶膠層產(chǎn)品和VFM產(chǎn)品研究了不同溫度層上沙塵氣溶膠的水平分布、垂直分布及其長(zhǎng)期變化特征,并評(píng)估了相同時(shí)間范圍內(nèi)的MERRA-2氣溶膠再分析資料中的沙塵氣溶膠混合比垂直分布的區(qū)域適用性。然后,本文基于CALIPSO-GOCCP的云相垂直分布數(shù)據(jù)集、CALIPSO氣溶膠層產(chǎn)品和ERA-Interim再分析資料提供的氣象參數(shù),研究了全球尺度下不同氣溶膠類型和大氣動(dòng)力參數(shù)對(duì)過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)的影響。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:(1)在氣溶膠發(fā)生頻率以及AOD的垂直分布方面,我們的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明隨著溫度層溫度的降低,氣溶膠的發(fā)生頻率以及AOD都在減小,赤道高緯地區(qū)的緯向氣溶膠極值帶逐漸分化為兩條氣溶膠帶,并向兩極移動(dòng)。0℃~10℃這一溫度層出現(xiàn)沙塵和煙塵緯向傳輸帶,隨著溫度降低,煙塵帶范圍逐漸增大,并在-20℃~-10℃這一溫度層達(dá)到最大。(2)基于CALIPSO星載激光雷達(dá)評(píng)估MERRA-2再分析資料,我們發(fā)現(xiàn)在不同的區(qū)域和季節(jié)存在不一致性。例如,在海洋上,尤其是在大西洋地區(qū),使用發(fā)生頻率、DCB和MC都能夠很好的代表該地區(qū)的沙塵氣溶膠的垂直分布,而其他地區(qū)則不然。CALIPSO層產(chǎn)品數(shù)據(jù)能夠在太平洋地區(qū)的春季-60℃溫度層上探測(cè)到沙塵,而MERRA-2再分析資料最高探測(cè)到-30℃溫度層上的沙塵。(3)關(guān)于沙塵氣溶膠的長(zhǎng)期變化,我們所選取的五個(gè)區(qū)域,除了中國(guó)西北地區(qū)的沙塵發(fā)生頻率在2013年有很明顯的下降以外,其他四個(gè)地區(qū)的沙塵多年來(lái)沒(méi)有一個(gè)特別明顯的變化。尤其是撒哈拉沙漠地區(qū),在各個(gè)季節(jié)都穩(wěn)定的提供了大量的沙塵,其多年來(lái)發(fā)生頻率一直很大。海洋上如大西洋地區(qū),沙塵氣溶膠的發(fā)生頻率、DCB以及MC在各個(gè)溫度層上的季節(jié)長(zhǎng)期變化較為一致。(4)過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)在不同溫度層上的區(qū)域和長(zhǎng)期變化不僅僅依賴于氣溶膠發(fā)生頻率及其類型,也和氣象參數(shù)密切相關(guān)。研究結(jié)果表明,氣象參數(shù)與過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系并不穩(wěn)定,會(huì)隨著不同地區(qū)而變化。過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)與垂直速度和相對(duì)濕度之間的明顯的負(fù)相關(guān)性表明垂直速度和相對(duì)濕度越大,過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)越小。(5)靜力穩(wěn)定度、地表溫度和水平風(fēng)速對(duì)過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)的影響比垂直速度和相對(duì)濕度的復(fù)雜。它們與過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)的時(shí)間相關(guān)性取決于緯度或地表類型。通過(guò)分析不同氣溶膠類型下的空間相關(guān)性,我們發(fā)現(xiàn)過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)與垂直速度(或地表溫度)之間也存在負(fù)相關(guān),而過(guò)冷水云分?jǐn)?shù)與U風(fēng)之間存在正相關(guān)。
【圖文】：

第二章 數(shù)據(jù)介紹和分析方法2.1 CALIPSO 衛(wèi)星簡(jiǎn)介美國(guó) NASA 在 1998 年與法國(guó)國(guó)家航天中心(CNES)合作開(kāi)始實(shí)施“云-氣溶膠激光雷達(dá)和紅外探測(cè)者衛(wèi)星觀測(cè)”(Cloud-Aerosols Lidar and Infrared PathfinderStatellite Observations, CALIPSO)計(jì)劃[1]。2006 年 4 月 28 日，CALIPSO 衛(wèi)星由Delta-II 火箭發(fā)射升空[2]。該衛(wèi)星和 Aqua、CloudSat、PARASOL、Aura、OCO共同組成同步地球系統(tǒng)觀測(cè)衛(wèi)星編隊(duì) A-Train[3]。每 96 分鐘繞地球一周，運(yùn)行周期為 16 天，，屬于極軌衛(wèi)星[4-6]。主要荷載包括具有正交偏振能力的云-氣溶膠激光雷達(dá)(CALIOP)、寬視場(chǎng)相機(jī)(WFC)和紅外成像輻射計(jì)(IIR)，這些設(shè)備的觀測(cè)數(shù)據(jù)用于反演大氣中云與氣溶膠特性的垂直分布，并為云-氣溶膠相互作用、地球輻射收支等研究領(lǐng)域提供輔助信息[7]。

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 氣溶膠垂直分布及對(duì)云相的影響MC）為：某一個(gè)格點(diǎn)內(nèi)沙塵氣溶膠的混合比乘以空氣密度，再除以這個(gè)格點(diǎn)內(nèi)總廓線數(shù)（該廓線數(shù)我們?nèi)∮?jì)算 AOD 時(shí)的雷達(dá)總的廓線數(shù)），單位為 kg/m3。即：MC = / ····································（4）其中，MC 是沙塵氣溶膠的質(zhì)量濃度；MR 是格點(diǎn)內(nèi)沙塵氣溶膠的混合比，單位是 kg/kg； 是空氣密度，單位是 kg/m3； 是總的廓線數(shù)（與計(jì)算 AOD時(shí)相同的總的廓線數(shù)）。值得注意的是，本文所計(jì)算的質(zhì)量濃度（MC）為了便于與沙塵質(zhì)量濃度（DCB）對(duì)比，MC 乘以 109，單位由 kg/m3轉(zhuǎn)為 μg/m3，而 DCB乘以 103，單位由 g/m2轉(zhuǎn)為 mg/m2。3.3 全球氣溶膠類型在溫度層上的分布
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P426

【參考文獻(xiàn)】

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2 趙仕偉;高曉清;;利用MODIS C6數(shù)據(jù)分析中國(guó)西北地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度時(shí)空變化特征[J];環(huán)境科學(xué);2017年07期

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7 石睿;王體健;李樹(shù);莊炳亮;蔣自強(qiáng);廖鏡彪;殷長(zhǎng)秦;;東亞夏季氣溶膠—云—降水分布特征及其相互影響的資料分析[J];大氣科學(xué);2015年01期

8 柳丹;張武;陳艷;顏嬌瓏;;基于衛(wèi)星遙感的中國(guó)西北地區(qū)沙塵天氣發(fā)生機(jī)理及傳輸路徑分析[J];中國(guó)沙漠;2014年06期

9 李巖瑛;張強(qiáng);陳英;胡興才;;中國(guó)西北干旱區(qū)沙塵暴源地風(fēng)沙大氣邊界層特征[J];中國(guó)沙漠;2014年01期

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1 劉晶晶;基于星載激光雷達(dá)的人為沙塵氣溶膠探測(cè)研究[D];蘭州大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2663548