發(fā)布時(shí)間：2020-10-14 13:08

　　 臭氧,大氣中一種含量很小,但卻非常重要的痕量氣體。按照高度分為平流層臭氧和對(duì)流層臭氧。平流層臭氧是地球上生命的保護(hù)傘,使之免受太陽(yáng)紫外線輻射的傷害,此外還在氣候變化中扮演重要角色。自平流層臭氧迅速降低,尤其是南極臭氧空洞被發(fā)現(xiàn)以來,平流層臭氧就成為全球科學(xué)家和公眾關(guān)注焦點(diǎn),已被大量研究關(guān)注。與平流層臭氧相比,對(duì)流層臭氧卻是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類有毒的空氣污染物,它能危害人類的健康,破壞生態(tài)系統(tǒng),并能影響氣候變化,但在對(duì)流層臭氧數(shù)據(jù)時(shí)空分析及規(guī)律,區(qū)域?qū)α鲗映粞鹾徒乇沓粞跤绊懸蛩刎暙I(xiàn)及規(guī)律方面,仍有待研究。因此,本研究在對(duì)TOMS/SBUV和OMI/MLS全球?qū)α鲗映粞踹b感反演產(chǎn)品進(jìn)行地基驗(yàn)證、誤差校正與一致性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,分析了全球?qū)α鲗映粞醯臅r(shí)空分布特征,并針對(duì)華北區(qū)域出現(xiàn)的夏季對(duì)流層臭氧高值中心和顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)進(jìn)行了深入研究,定量地探討了華北及周邊區(qū)域?qū)α鲗映粞醺饔绊懸蛩氐呢暙I(xiàn)和影響機(jī)制。同時(shí),考慮到當(dāng)臭氧在近地層富集時(shí)會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害,因此本研究進(jìn)一步分析了我國(guó)近地面臭氧的空間分布聚集特征。本研究以大氣臭氧為研究對(duì)象,包括了全球、中國(guó)、華北三個(gè)水平尺度,以及對(duì)流層和近地面兩個(gè)垂直尺度,旨在發(fā)現(xiàn)和解釋不同尺度下臭氧的時(shí)空變化規(guī)律,為衛(wèi)星遙感產(chǎn)品用于臭氧機(jī)制分析提供研究參考,對(duì)制定區(qū)域?qū)α鲗映粞跎仙偷孛娉粞跷廴緫?yīng)對(duì)措施都具有參考意義。本研究得到的主要研究結(jié)論如下:(1)針對(duì)單一衛(wèi)星觀測(cè)在時(shí)間上的局限性,提出了一套針對(duì)OMI/MLS和TOMS/SBUV的長(zhǎng)時(shí)間序列對(duì)流層臭氧數(shù)據(jù)處理方案,包括緯度帶-月份誤差校正、改進(jìn)后概率映射誤差校正和一致性評(píng)價(jià)等,得到了一套時(shí)間范圍較長(zhǎng)、一致性較好且空間覆蓋度高的全球?qū)α鲗映粞鯏?shù)據(jù)。結(jié)果顯示,該數(shù)據(jù)和地基數(shù)據(jù)的一致性比處理前提高了44.89%。(2)開展了全球?qū)α鲗映粞醯臅r(shí)空分析,規(guī)律性結(jié)果與前人研究基本一致,同時(shí),本研究還發(fā)現(xiàn),全球?qū)α鲗映粞踉?979至2016年間均呈現(xiàn)上升趨勢(shì),且可分為平穩(wěn)波動(dòng)和顯著上升兩個(gè)階段;華北區(qū)域夏季對(duì)流層臭氧上升趨勢(shì)可達(dá)0.154DU/year,顯著高于全球其它區(qū)域,且本研究的數(shù)值高于前人研究結(jié)果,這與本研究所使用的處理后時(shí)間序列數(shù)據(jù)有關(guān)。(3)定量揭示了華北區(qū)域夏季對(duì)流層臭氧高值形成的原因和各因素貢獻(xiàn)大小。研究發(fā)現(xiàn),秸稈燃燒使得NO_X濃度升高,加快了臭氧光化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程,引起顯著的臭氧凈產(chǎn)生,從而導(dǎo)致整個(gè)東亞6月對(duì)流層臭氧平均含量升高約4.0 DU,占該地區(qū)6月份對(duì)流層臭氧總量的8%。此外,紫外輻射、緯向風(fēng)速和經(jīng)向風(fēng)速是另外三個(gè)主要影響因素,上述四個(gè)因素共同解釋了該區(qū)域6月90%以上的對(duì)流層臭氧觀測(cè)變化。(4)揭示了中國(guó)區(qū)域近地面臭氧日均8小時(shí)最大濃度數(shù)據(jù)存在明顯的空間分異,可分為華北、東南、長(zhǎng)江中下游以及西南四大典型區(qū)域。各區(qū)域近地面臭氧的共性影響因素主要是溫度、太陽(yáng)輻射和季節(jié)性,同時(shí)還存在區(qū)域差異性影響因素,具體是:風(fēng)向和日照時(shí)長(zhǎng)(華北);相對(duì)濕度和邊界層高度(長(zhǎng)江中下游);相對(duì)濕度和風(fēng)向(東南);相對(duì)濕度和地表氣壓(西南)。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X515
【部分圖文】：

TOMS/SBUV數(shù)據(jù)(a)星地散點(diǎn)圖，及(b)星地誤差頻數(shù)分布直方

- 31-圖 2-4. TOMS/SBUV 和地基站點(diǎn)數(shù)據(jù)絕對(duì)誤差分布圖. (a)為隨月份變化圖，(b)為隨緯度變化圖.圖中上下兩個(gè)誤差棒表示±1.96 倍的標(biāo)準(zhǔn)誤差.圖 2-4a 所示為 TOMS/SBUV 對(duì)流層臭氧和地基站點(diǎn)數(shù)據(jù)之間絕對(duì)誤差隨著月份分布結(jié)果，TOMS/SBUV 數(shù)據(jù)總體月平均絕對(duì)誤差主要分布在-3DU 到-0.5DU 之間，總體來看 TOMS/SBUV 數(shù)據(jù)的平局絕對(duì)誤差為負(fù)，也即TOMS/SBUV 衛(wèi)星數(shù)據(jù)相對(duì)地基數(shù)據(jù)存在低估，其中春夏兩季節(jié)誤差波動(dòng)較大，秋冬兩季誤差分布較平穩(wěn)波動(dòng)較小，需要對(duì) TOMS/SBUV 數(shù)據(jù)誤差校正，以消除誤差隨月份波動(dòng)的現(xiàn)象和衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)性低估偏差。圖 2-4b 所示為

中緯度三個(gè)緯度帶，也即圖 2-4b 中的紅綠藍(lán)三個(gè)矩形框所代表的緯度范圍。其中北半球中緯度地區(qū)衛(wèi)星數(shù)據(jù)平均絕對(duì)誤差波動(dòng)較大，誤差主要在-8DU~2DU 范圍內(nèi)波動(dòng)，熱帶地區(qū)除了個(gè)別站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)平均絕對(duì)誤差較大以外，大部分站點(diǎn)的誤差分布較集中，大多在±2DU 以內(nèi)波動(dòng)，而南半球中緯度地區(qū)站點(diǎn)較少，誤差分布較為集中，因此，考慮對(duì) TOMS/SBUV 數(shù)據(jù)分緯度帶進(jìn)行誤差校正以消除偏差。
【參考文獻(xiàn)】

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1 盧文剛;張雨荷;;中美霧霾應(yīng)急治理比較研究——基于災(zāi)害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系理論的視角[J];廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2015年10期

2 陳希;黃富祥;夏學(xué)齊;曹靜;徐曉斌;;華北地區(qū)對(duì)流層臭氧長(zhǎng)期變化趨勢(shì)及影響因子分析[J];科學(xué)通報(bào);2015年27期

3 Shen Wenbin;Ding Hao;;A case study of detecting anomalous signals prior to the great 2010 Maule earthquake[J];Geodesy and Geodynamics;2013年01期

4 沈路路;王聿絢;;基于TES觀測(cè)的2005～2010年間中國(guó)3個(gè)代表性區(qū)域?qū)α鲗映粞鯘舛茸兓治鯷J];科學(xué)通報(bào);2012年16期

5 王千;王成;馮振元;葉金鳳;;K-means聚類算法研究綜述[J];電子設(shè)計(jì)工程;2012年07期

6 Jae H.KIM;Hyunjin LEE;;What Causes the Springtime Tropospheric Ozone Maximum over Northeast Asia?[J];Advances in Atmospheric Sciences;2010年03期

7 徐曉斌;林偉立;;衛(wèi)星觀測(cè)的中國(guó)地區(qū)1979—2005年對(duì)流層臭氧變化趨勢(shì)[J];氣候變化研究進(jìn)展;2010年02期

8 劉懿;鮑德沛;楊澤紅;趙雁南;賈培發(fā);王家欽;;新型時(shí)間序列相似性度量方法研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2007年05期

9 李瑩;趙春生;方圓圓;余環(huán);;利用衛(wèi)星資料分析對(duì)流層臭氧柱總量分布特征及其可能的原因[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2007年02期

10 徐曉斌;林偉立;王韜;孟昭陽(yáng);王瑛;;長(zhǎng)江三角洲地區(qū)對(duì)流層臭氧的變化趨勢(shì)[J];氣候變化研究進(jìn)展;2006年05期

本文編號(hào)：2840705