沙塵氣溶膠是大氣氣溶膠的重要組成部分,在地氣系統(tǒng)中扮演著重要的角色,對全球氣候變化和生態(tài)平衡有著深遠(yuǎn)的影響。非洲和亞洲是世界上最大的沙塵源區(qū),其沙塵通量或大氣含沙量的定量評估是準(zhǔn)確了解全球沙塵傳輸、沉降和循環(huán)的先決條件。然而,基于衛(wèi)星遙感的大氣含沙量評估,其最大不確定性來源于沙塵氣溶膠的質(zhì)量消光效率,目前多數(shù)研究中沙塵質(zhì)量消光效率的假定給大氣含沙量評估帶來了較大的不確定性。因此,開展非洲和亞洲地區(qū)沙塵質(zhì)量消光效率的遙感分析研究具有重要的科學(xué)意義。本文主要利用非洲和亞洲地區(qū)AERONET太陽光度計(jì)觀測資料多站點(diǎn)、長時(shí)間序列的觀測優(yōu)勢,在分析非洲和亞洲沙塵氣溶膠對AERONET觀測站點(diǎn)潛在影響的基礎(chǔ)上,將非洲地區(qū)劃分為撒哈拉沙漠、薩赫勒兩個(gè)沙塵源區(qū)和跨大西洋傳輸路徑上的兩個(gè)傳輸區(qū)（共35個(gè)站點(diǎn)）,在亞洲地區(qū)選取3個(gè)站點(diǎn)分別代表東亞、中亞和南亞的典型沙塵影響區(qū),全面分析了非洲和亞洲沙塵氣溶膠的光學(xué)特性,反演了沙塵氣溶膠的質(zhì)量消光效率,重點(diǎn)對比分析了不同沙塵源區(qū)及傳輸區(qū)沙塵質(zhì)量消光效率的異同,評估了目前大氣含沙量衛(wèi)星遙感研究中因沙塵質(zhì)量消光效率假定所造成的顯著不確定性。此外,結(jié)合Mie散射理論... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

非洲AERONET站點(diǎn)分布圖（紅色點(diǎn)代表源區(qū)一站點(diǎn)分布，藍(lán)色點(diǎn)代表源區(qū)二站點(diǎn)分布，綠色點(diǎn)代表傳輸區(qū)一站點(diǎn)分布，黃色點(diǎn)代表傳輸區(qū)二站點(diǎn)分布）

變化的影響而導(dǎo)致的大風(fēng)天氣吹起了地表的沙塵[77]。從圖 3-1 中的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，撒哈拉沙漠沙塵發(fā)生頻次要遠(yuǎn)低于薩赫勒地區(qū)，除了沙塵本身的區(qū)域性差異之外，這可能與地基站點(diǎn)的選取有關(guān)，薩赫勒地區(qū)站點(diǎn)都位于沙漠腹地，而撒哈拉沙漠腹地由于站點(diǎn)較少，選取的站點(diǎn)大都位于撒哈拉沙漠的邊緣地帶，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)出的沙塵日數(shù)較少。傳輸區(qū) T1 和 T2 位于非洲大陸西側(cè)，強(qiáng)風(fēng)天氣掀起了非洲大陸的沙塵，向西的盛行風(fēng)使得這些沙塵被一路帶到大西洋以及美洲地區(qū)[78]。由于其沙塵傳輸路徑較遠(yuǎn)，因此并非所有發(fā)生于非洲大陸的沙塵都能傳輸?shù)竭@里，所以其沙塵頻率上會相應(yīng)減小，但其沙塵發(fā)生頻率的季節(jié)性變化較大程度上依舊受到沙塵源區(qū)沙塵活動(dòng)及盛行西風(fēng)的影響，所以其主要的沙塵天氣高發(fā)月份也主要集中于夏秋季節(jié)。

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文非洲和亞洲沙塵質(zhì)量消光效率的地基遙感研究19氣發(fā)生頻率（沙塵和污染沙塵日數(shù)之和占總觀測日數(shù)的百分比）分別高達(dá)18.3%，18.4%和36.2%，即SACOL和杜尚的沙塵發(fā)生頻率基本一致，齋浦爾沙塵出現(xiàn)頻率最大。然而，如圖3-2所示，三個(gè)站的沙塵和污染沙塵發(fā)生頻率的季節(jié)性變化存在顯著的差異，東亞SACOL站沙塵天氣多發(fā)生于春季3-4月，中亞杜尚別站則多發(fā)于夏秋季6-10月份，而齋浦爾站沙塵天氣出現(xiàn)在3-7月份，其發(fā)生頻次明顯高于其他兩站。值得注意的是，三個(gè)站所觀測到的污染沙塵日數(shù)和發(fā)生頻率都明顯高于自然沙塵，且發(fā)生月份更廣，尤其是SACOL和齋浦爾站。這說明沙塵氣溶膠在傳輸過程易與局地的人為污染發(fā)生混合，所以如果要準(zhǔn)確評估大氣含沙量，必須綜合考慮自然沙塵和污染沙塵，否則將明顯低估大氣含沙量。上述亞洲三個(gè)沙塵觀測站的顯著季節(jié)性差異主要?dú)w因于不同區(qū)域的局地氣候和環(huán)流差異。SACOL站沙塵天氣主要受春季大風(fēng)天氣影響，沙塵從塔克拉瑪干沙漠、巴丹吉林等沙漠途徑SACOL站傳播至中國內(nèi)蒙古、華北及其下游地區(qū)[23,46]。杜尚別站則屬于溫帶大陸性氣候，受不同氣壓帶的影響，春季吹西南風(fēng)，冬季吹西北風(fēng)，帶來了中東和卡拉庫姆沙漠的沙塵[19]。齋浦爾站在季風(fēng)前期（3-5月份）盛行西風(fēng)，有利于塔爾沙漠的沙塵向東輸送，而在季風(fēng)期（6-9月）由阿拉伯海吹向次大陸的西南風(fēng)也帶來了塔爾沙漠甚至中東沙漠的沙塵[79]。圖3-2亞洲沙塵和污染沙塵日數(shù)及出現(xiàn)頻次月平均變化特征（灰色圓點(diǎn)代表總觀測日數(shù)，藍(lán)色圓點(diǎn)代表污染沙塵日數(shù)，黃色圓點(diǎn)代表沙塵日數(shù)，紅色圓點(diǎn)代表沙塵頻率，紅色三角點(diǎn)代表污染沙塵頻率）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]敦煌沙塵氣溶膠質(zhì)量濃度垂直特征個(gè)例分析[J]. 華雯麗,韓穎,喬瀚洋,王天河,黃忠偉,閉建榮,周天.  高原氣象. 2018(05)
[2]東亞沙塵源區(qū)晴空和云上沙塵氣溶膠特征[J]. 茹建波,王天河,李積明,韓穎,張北斗.  中國沙漠. 2018(02)
[3]1991-2010年全球沙塵氣溶膠排放量氣候特征及其大氣環(huán)流影響因子[J]. 劉沖,趙天良,熊潔,劉煜,韓永翔,Liu Feng.  中國沙漠. 2015(04)
[4]基于CALIPSO星載激光雷達(dá)的中國沙塵氣溶膠觀測[J]. 徐成鵬,葛覲銘,黃建平,付強(qiáng),劉華悅,陳斌.  中國沙漠. 2014(05)
[5]恒河流域和蒙古國南部AERONET站沙塵氣溶膠光學(xué)物理特性對比分析[J]. 徐超,馬耀明.  高原氣象. 2013(04)
[6]“07.3”強(qiáng)沙塵暴天氣過程的觀測分析[J]. 隆霄,趙建華,黃建平.  蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
[7]20世紀(jì)80年代中國地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)厚度的平均狀況分析[J]. 羅云峰,李維亮,周秀驥.  氣象學(xué)報(bào). 2001(01)
[8]中國氣溶膠研究進(jìn)展[J]. 劉毅,王明星,張仁健.  氣候與環(huán)境研究. 1999(04)
[9]沙塵氣溶膠與氣候變化[J]. 錢云,符淙斌,王淑瑜.  地球科學(xué)進(jìn)展. 1999(04)

碩士論文
[1]中國西北地區(qū)沙塵質(zhì)量濃度的地基遙感研究[D]. 華雯麗.蘭州大學(xué) 2018



本文編號：3461043