本文關(guān)鍵詞：中國(guó)東部氣溶膠對(duì)暖云宏微觀(guān)特性的影響

  更多相關(guān)文章： 中國(guó)東部 氣溶膠-云相互作用 云物理特性 多源衛(wèi)星

【摘要】：由于人類(lèi)活動(dòng)和生物質(zhì)的燃燒或沙塵暴等產(chǎn)生的氣溶膠顆粒被風(fēng)輸送到城市中,導(dǎo)致城市分布較為密集的中國(guó)東部地區(qū)含有大量的氣溶膠顆粒。氣溶膠對(duì)局地氣候如季風(fēng)強(qiáng)度和降水分布等產(chǎn)生重要影響。反之,中國(guó)東部地區(qū)季風(fēng)氣候影響氣溶膠的濕沉降和傳輸過(guò)程。同時(shí),中國(guó)東部氣溶膠的分布與變化影響云的宏微觀(guān)物理特性,因此,對(duì)中國(guó)東部氣溶膠-云相互作用研究顯得尤為重要。針對(duì)目前研究較少將氣溶膠類(lèi)型、大氣因素和云演變過(guò)程綜合考慮到中國(guó)東部地區(qū)氣溶膠-云相互作用研究中,分析不同因素對(duì)其相互作用過(guò)程的影響的問(wèn)題,本文基于多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)和氣象資料,深入研究氣溶膠類(lèi)型、氣象因素以及歷史數(shù)據(jù)對(duì)氣溶膠-云相互作用的影響以及海陸的云的宏微觀(guān)物理特性差異。該研究為今后的氣溶膠-云相互作用研究提供模型參數(shù)輸入和參考依據(jù)。在氣溶膠層和云層混合基礎(chǔ)上,本文基于同時(shí)刻獲取的氣溶膠和云參數(shù)數(shù)據(jù),系統(tǒng)分析了長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的云參數(shù)對(duì)氣溶膠光學(xué)厚度增加的響應(yīng)。研究結(jié)果表明,云光學(xué)厚度和云液態(tài)水路徑與云滴有效半徑之間的關(guān)系并不是唯一的,它們同時(shí)受到氣溶膠光學(xué)厚度大小的影響。在輕污染情況下,云滴有效半徑隨氣溶膠光學(xué)厚度增加而減小;在污染和重污染情況下,云滴有效半徑隨氣溶膠光學(xué)厚度增加而增大。云量對(duì)氣溶膠光學(xué)厚度增加的響應(yīng)和云滴有效半徑一致。云光學(xué)厚度隨著氣溶膠光學(xué)厚度增加而減小,云頂氣壓隨著氣溶膠光學(xué)厚度增加而增大。相對(duì)于沙塵氣溶膠來(lái)說(shuō),煙塵氣溶膠條件下的氣溶膠-云相互作用更強(qiáng)。研究結(jié)果也表明,相對(duì)濕度高的環(huán)境能夠促進(jìn)水平和垂直方向上的大云滴的生成,增加云量。不穩(wěn)定大氣環(huán)境能夠促進(jìn)較高較厚的云生成,相反地,穩(wěn)定大氣環(huán)境能夠使水平方向上云量增加。從動(dòng)力學(xué)角度,大氣上升運(yùn)動(dòng)能夠促進(jìn)較高較厚的云的生成。針對(duì)同一時(shí)刻獲取的氣溶膠和云屬性參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,則會(huì)忽略大氣協(xié)變和歷史數(shù)據(jù)對(duì)其的影響,本文研究分析了中國(guó)東部海陸暖云云物理參數(shù)分別在高/低氣溶膠環(huán)境下,經(jīng)過(guò)三個(gè)小時(shí)的云演變過(guò)程,海陸暖云云物理參數(shù)的變化情況,以及這種變化受初始大氣條件的影響。該研究用到的數(shù)據(jù)包括上午星MODIS/Terra和下午星MODIS/Aqua衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及同步氣象資料。經(jīng)過(guò)3小時(shí)的云演變過(guò)程,將初始時(shí)刻(上午星)定義的高氣溶膠樣本對(duì)應(yīng)的云參量變化量的平均值與低氣溶膠樣本對(duì)應(yīng)的云參量變化量的平均值進(jìn)行差值,用于表征氣溶膠光學(xué)厚度對(duì)云參量變化量的影響。研究表明,云滴有效半徑和云量對(duì)氣溶膠光學(xué)厚度增加的響應(yīng)在海洋和陸地研究區(qū)表現(xiàn)不一致。而氣溶膠光學(xué)厚度對(duì)云參量(云光學(xué)厚度,云液態(tài)水路徑和云頂氣壓)的影響在兩個(gè)研究區(qū)的表現(xiàn)較為一致。研究進(jìn)一步分析了初始大氣氣象條件和初始云量對(duì)該云量變化的影響。結(jié)果顯示:壓強(qiáng)垂直速度對(duì)云量變化的影響微弱。當(dāng)相對(duì)濕度小于70%時(shí),隨相對(duì)濕度的增加,云量變化減小。當(dāng)LTS25時(shí),大氣環(huán)境越穩(wěn)定,云量變化越大。若初始云量小于0.8時(shí),則初始云量與云量變化量有微弱的正相關(guān)關(guān)系。為了揭示暖云在不同云演化階段的云物理參數(shù)特征差異,本文以中國(guó)東部海洋和陸地上空的暖云為研究對(duì)象進(jìn)行研究對(duì)比分析。研究表明,與海洋上空的暖云相比,陸地上空的暖云云光學(xué)厚度較大,云滴有效半徑較小,云液態(tài)水路徑在低值區(qū)域概率分布較大,高值區(qū)域概率分布較小。相反地,云滴數(shù)濃度在低值區(qū)域概率分布較低,在高值區(qū)域概率分布較高。該研究結(jié)果符合Twomey效應(yīng)。海洋暖云云參數(shù)的協(xié)同變化特征與陸地暖云一致,即云滴有效半徑和云液態(tài)水路徑呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,云液態(tài)水路徑越大,云滴有效半徑越大。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn),云滴有效半徑越小,云光學(xué)厚度增加。云滴有效半徑與云滴數(shù)濃度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。本文進(jìn)一步分析了中國(guó)東部陸地具有不同氣溶膠濃度分布的華北和江淮上空單層暖云的宏觀(guān)和微觀(guān)物理特性差異,該研究用到的數(shù)據(jù)主要是CPR/CloudSat衛(wèi)星產(chǎn)品。研究表明,云的幾何光學(xué)厚度隨著云的發(fā)展會(huì)增加。江淮地區(qū)的單層暖云比華北地區(qū)的單層暖云幾何厚度大。華北地區(qū)的云液態(tài)水含量特征與江淮的基本類(lèi)似,不同的是華北地區(qū)的云液態(tài)水含量分布是雙峰,表明在華北地區(qū)存在明顯的低云和中云。云液態(tài)水路徑能夠很好地表征云顆粒形成降雨的過(guò)程。江淮地區(qū)云雷達(dá)反射率較小以及形成雨的過(guò)程較慢。除此之外,在海拔高度3 km以下,在江淮地區(qū)云滴有效半徑比較小且其對(duì)應(yīng)的位置比較低。以上結(jié)果表明,高氣溶膠濃度會(huì)抑制降雨的形成。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：P426.5;X513

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃成榮;;氣溶膠:并不是我們看到的那樣簡(jiǎn)單[J];沙漠與綠洲氣象;2009年03期

2 丁玨;王慶濤;劉義;應(yīng)夢(mèng)侃;;霧環(huán)境二次氣溶膠生長(zhǎng)過(guò)程的數(shù)值研究[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

3 章小平,王立治,周明煜,楊紹晉,錢(qián)琴芳;秋冬季節(jié)北京地區(qū)氣溶膠物理特性的垂直分布規(guī)律[J];科學(xué)通報(bào);1983年05期

4 胡秀清,張玉香,張廣順,黃意玢,王永寬;中國(guó)遙感衛(wèi)星輻射校正場(chǎng)氣溶膠光學(xué)特性觀(guān)測(cè)研究[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2001年03期

5 李霞,楊青,吳彥;烏魯木齊地區(qū)雪和雨對(duì)氣溶膠濕清除能力的比較研究[J];中國(guó)沙漠;2003年05期

6 趙海波;鄭楚光;;水滴清除氣溶膠過(guò)程的隨機(jī)算法和數(shù)值模擬[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2006年10期

7 汪午;王省良;李黎;張東平;王揚(yáng)君;盛國(guó)英;傅家謨;;天然源二次有機(jī)氣溶膠的研究進(jìn)展[J];地球化學(xué);2008年01期

8 汪建君;陳立奇;楊緒林;;南極中山站站區(qū)上空氣溶膠金屬成分特征研究[J];極地研究;2009年01期

9 崔文嶺;郭瑞;張浩;;亞洲沙塵由蒙古戈壁向長(zhǎng)江三角洲的傳輸及其與污染氣溶膠的混合特征[J];復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年05期

10 丁玨;李家驊;翁培奮;;濃霧天氣氣溶膠顆粒物的輸運(yùn)和轉(zhuǎn)化特性[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高軍;張旭;;室內(nèi)氣溶膠稀疏顆粒相動(dòng)力學(xué)判定依據(jù)[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 李霞;楊青;吳彥;;烏魯木齊地區(qū)雨雪對(duì)氣溶膠濕清除能力的比較研究[A];新世紀(jì)氣象科技創(chuàng)新與大氣科學(xué)發(fā)展——中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2003年年會(huì)“大氣氣溶膠及其對(duì)氣候環(huán)境的影響”分會(huì)論文集[C];2003年

3 王亞強(qiáng);張小曳;曹軍驥;王丹;;中國(guó)西北粉塵源區(qū)氣溶膠中碳酸鹽穩(wěn)定同位素組成及源區(qū)示蹤意義[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2004年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)會(huì)議文集[C];2004年

4 張興贏(yíng);莊國(guó)順;陳建民;吳洪波;王曉;薛華欣;;二氧化硫在礦物氣溶膠顆粒物表面的復(fù)相反應(yīng)研究[A];第二屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2004年

5 于軍營(yíng);仝海杰;張韞宏;;丙三醇/氯化鈉/水混合氣溶膠的結(jié)構(gòu)隨濕度變化的紅外光譜研究[A];第十五屆全國(guó)光散射學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

6 楊紅龍;李磊;盧超;陳星登;劉愛(ài)明;;深圳城市氣溶膠物理光學(xué)特性的觀(guān)測(cè)研究[A];城市氣象論壇（2012年)·城市與氣候變化論文集[C];2012年

7 劉暢;劉永春;馬慶鑫;馬金珠;賀泓;楚碧武;李俊華;郝吉明;;礦質(zhì)氣溶膠顆粒的在線(xiàn)制備及其在煙霧箱研究中的應(yīng)用[A];第六屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

8 宗鵬程;魏曉奕;;不同混合方案對(duì)氣溶膠輻射特性的影響[A];第六屆長(zhǎng)三角氣象科技論壇論文集[C];2009年

9 孫玉穩(wěn);董曉波;齊作輝;姜巖;趙志軍;;不同天氣條件下石家莊市區(qū)氣溶膠分布研究[A];第28屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S8大氣成分與天氣氣候變化的聯(lián)系[C];2011年

10 李家驊;丁玨;翁培奮;劉麗穎;;霧霾天氣氣溶膠顆粒物動(dòng)力學(xué)特性的研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 福州肺科醫(yī)院呼吸內(nèi)科副主任醫(yī)師 翁恒;鹽氣溶膠吸入治療呼吸道疾病[N];健康報(bào);2009年

2 采訪(fǎng)人 本報(bào)記者 賈敏;氣溶膠的“冷暖面孔”[N];中國(guó)氣象報(bào);2013年

3 汪安璞;尋找控制污染的利器[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

4 本報(bào)記者 姬鋼;空氣除菌消毒設(shè)備蜂擁入市[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陸曉慧;新型常壓軟電離技術(shù)及其在有機(jī)氣溶膠質(zhì)譜分析中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王富;中國(guó)東部地區(qū)氣溶膠—云相互作用衛(wèi)星遙感建模研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 汪陽(yáng);鎂鹽氣溶膠吸濕性動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)的自發(fā)與受激拉曼譜學(xué)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 鐘蕾;H9N2禽流感病毒在雞群中氣溶膠傳播的分子機(jī)制及PA-X蛋白在H9N2病毒中功能初探[D];揚(yáng)州大學(xué);2014年

5 張舒婷;南京霧、霾及其轉(zhuǎn)化特征觀(guān)測(cè)研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

6 鄧高峰;室內(nèi)空氣顆粒污染物檢測(cè)與控制技術(shù)研究[D];北京化工大學(xué);2016年

7 劉玉琴;中國(guó)東部氣溶膠對(duì)暖云宏微觀(guān)特性的影響[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所);2017年

8 李黎;天然源二次氣溶膠組成、分布以及來(lái)源研究[D];上海大學(xué);2009年

9 康輝;生物成因氣溶膠的時(shí)空特征、來(lái)源及其環(huán)境意義：[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

10 許萬(wàn)智;北京地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性與輻射效應(yīng)的觀(guān)測(cè)研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 魏邦海;氣溶膠和冰水兩相粒子的散射特性[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 祝存兄;南京北郊多功能激光雷達(dá)邊界層氣溶膠觀(guān)測(cè)[D];南京信息工程大學(xué);2015年

3 王婭冰;大氣層中超細(xì)氣溶膠團(tuán)簇生長(zhǎng)的熱力學(xué)性質(zhì)研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

4 李琦;南京市區(qū)夏季氣溶膠吸濕活化特性及PM_(2.5)成分的分析研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

5 沈如琴;我國(guó)大氣二次有機(jī)氣溶膠分布與來(lái)源的初步研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所);2015年

6 吳芳;顆粒物發(fā)生裝置與檢定系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2015年

7 黃曉;基于腔衰蕩光譜技術(shù)的氣溶膠消光儀的研制與應(yīng)用[D];上海大學(xué);2015年

8 孫晨;中國(guó)第三次北極考察航線(xiàn)海洋邊界層氣溶膠中磷元素的分布與來(lái)源分析[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

9 陳衛(wèi)東;北京地區(qū)城市環(huán)境對(duì)云和降水影響的個(gè)例數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2015年

10 韓雪;氣溶膠散射對(duì)激光退偏特性的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1259907