本文關(guān)鍵詞：南海飛沫氣溶膠的通量估計(jì)和源函數(shù)的推導(dǎo)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋飛沫氣溶膠是海洋和大氣之間物質(zhì)和能量交換的重要媒介,在全球的氣候變化中扮演著至關(guān)重要的角色,很多數(shù)值模式中應(yīng)用海洋飛沫生成函數(shù)或者源函數(shù)來(lái)估算部分海區(qū)或者全球的飛沫氣溶膠排放量。所以對(duì)海洋飛沫氣溶膠源函數(shù)的研究是正確評(píng)價(jià)海洋氣溶膠氣候效應(yīng)的基礎(chǔ),目前已有的源函數(shù)都是在不同的實(shí)驗(yàn)條件下獲得的,研究多集中在大西洋海域,在低緯度海域的研究還很缺乏。本文在目前源函數(shù)研究的基礎(chǔ)上,用白浪覆蓋率法和平衡法兩種方法計(jì)算了中國(guó)南海的海洋飛沫氣溶膠生成通量,分別提出了一個(gè)初步的源函數(shù),并用相同海域的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其加以驗(yàn)證。同時(shí)對(duì)比了兩種方法計(jì)算結(jié)果的不同,合理地評(píng)價(jià)了兩種方法,也將南海與東北大西洋飛沫氣溶膠生成情況作了對(duì)比分析。本文的研究是建立在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,2012年8月25日到2012年10月11日“東方紅2號(hào)”科學(xué)考察船在中國(guó)南海走航,觀測(cè)了距離海面10m高度的氣溶膠數(shù)量濃度、白浪覆蓋率以及氣象條件。其中將粒子濃度與地理?xiàng)l件相似的孟加拉灣的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,整體上具有較高的一致性,說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可信。應(yīng)用平衡法來(lái)計(jì)算氣溶膠產(chǎn)生通量,不同粒徑范圍的氣溶膠粒子的通量分布形式是不同的。在半徑小于0.3μm的范圍,通量的分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布,在半徑大于0.3μm的范圍,通量的分布符合冪函數(shù)分布。但是由于數(shù)據(jù)的限制,推導(dǎo)的源函數(shù)僅適用于0.3μm以下的粒子通量的計(jì)算。白浪覆蓋率法計(jì)算通量的過(guò)程中,根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)修改了目前廣泛應(yīng)用的Monahan et al.(1980)的公式,并利用最小二乘擬合的方法推導(dǎo)出單位白浪面積產(chǎn)生通量與風(fēng)速的關(guān)系。白浪覆蓋率的計(jì)算也利用觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)有公式做了修改。源函數(shù)中通量與風(fēng)速的關(guān)系包含在了以上兩個(gè)方面,這是以往研究中較少涉及的。比較了相同風(fēng)速時(shí)以上兩種方法計(jì)算的通量和其他研究中的結(jié)果,在數(shù)量上最兩種結(jié)果最大時(shí)相差可達(dá)一個(gè)量級(jí)。兩種方法計(jì)算的通量譜分布形式在超微米范圍差異較大,白浪覆蓋率法的結(jié)果形式上更符合一般飛沫氣溶膠產(chǎn)生的規(guī)律。故認(rèn)為對(duì)于本實(shí)驗(yàn)中的粒徑范圍,用自浪覆蓋率法計(jì)算的結(jié)果較為準(zhǔn)確和合理。與中高緯度的研究相比,南海海洋飛沫氣溶膠通量的特點(diǎn)是次微米的粒子通量較大而超微米通量較小,通量譜整體看起來(lái)較為陡峭。為證明該源函數(shù)的適用性和代表性,利用另一次南海現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)中所用的儀器和參數(shù)設(shè)置等均與前一次保持一致。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)風(fēng)速在7.00 ms-1-13.00 ms-1時(shí),該源函數(shù)計(jì)算的南海飛沫氣溶膠通量值與觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合良好,風(fēng)速較小時(shí)有高估的問(wèn)題,當(dāng)風(fēng)速高于15 ms-1時(shí),有低估現(xiàn)象。本文以中國(guó)南海為代表,研究了熱帶海洋的飛沫氣溶膠生成情況并計(jì)算出了源函數(shù),這為全球飛沫氣溶膠的數(shù)值模擬提供了參考。另外,高海況下的海水滴生成情況,粗模態(tài)粒子的特性以及白浪覆蓋率的參數(shù)化等方面還需要更進(jìn)一步的探索。
【關(guān)鍵詞】：飛沫氣溶膠 源函數(shù) 白浪覆蓋率 中國(guó)南海
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P732.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 引言12-19
• 1.1 飛沫氣溶膠12-15
• 1.1.1 定義和分類12-13
• 1.1.2 氣候效應(yīng)13
• 1.1.3 研究?jī)r(jià)值和意義13-14
• 1.1.4 基本概念14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文的研究結(jié)構(gòu)18-19
• 2 數(shù)據(jù)和方法19-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介19-22
• 2.2 數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理22-25
• 2.2.1 粒徑標(biāo)準(zhǔn)化22
• 2.2.2 平衡法22-24
• 2.2.3 白浪覆蓋率法24-25
• 3 結(jié)果與分析25-45
• 3.1 氣象條件25-27
• 3.2 飛沫氣溶膠的數(shù)量濃度以及譜分布27-34
• 3.2.1 總數(shù)量濃度譜27-29
• 3.2.2 不同氣團(tuán)影響下的氣溶膠濃度譜29-30
• 3.2.3 平均數(shù)量濃度30-34
• 3.3 有效通量估計(jì)和源函數(shù)推導(dǎo)34-42
• 3.3.1 平衡法計(jì)算有效通量34-37
• 3.3.2 白浪法計(jì)算有效通量37-42
• 3.4 通量的比較42-43
• 3.5 結(jié)果驗(yàn)證43-45
• 4 結(jié)語(yǔ)45-48
• 4.1 主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)45-47
• 4.2 存在的問(wèn)題和展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 附錄152-53
• 附錄253-54
• 致謝54-55
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷55
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文55

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本文編號(hào)：278436