云上氣溶膠及其對低云影響的衛(wèi)星遙感研究
發(fā)布時間:2022-01-11 03:30
近年來,低云上氣溶膠(ACA,Above-low-level-cloud aerosol)及其對低云的影響逐漸備受關注,然而對其引起的氣溶膠-云輻射的綜合影響仍缺乏深入了解。這主要是由于缺乏針對ACA場景的氣溶膠層和云層的全面、準確的反演,以及對ACA對低層云宏微觀物理特性的影響認識不足。本文借助于多源衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),對ACA反演新方法及其對低云的影響開展了研究,主要的研究內(nèi)容如下:(1)開發(fā)了一種星載激光雷達多通道聯(lián)合的ACA識別和反演的改進算法。新算法通過結(jié)合星載激光雷達CALIOP(The Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization)三通道觀測結(jié)果,側(cè)重利用1064 nm通道,可以可靠地識別和反演弱ACA層和濃ACA層。同時通過研發(fā)新的晝夜多尺度平滑算法,可以在白天和夜晚之間提供相對一致的ACA反演結(jié)果;谛滤惴,本研究建立了新的四年(2007年至2010年)全球ACA數(shù)據(jù)集,并展示和分析了新的全球ACA發(fā)生率和光學厚度(OD,optical depth)的季節(jié)平均分布圖。本文進一步分析和討論了大西洋地區(qū)ACA層與低云層的相對...
【文章來源】:中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1氣溶膠粒子輻射強迫機制
?第1章緒?論????.:次::?綠?_■??jxML^???*氣*方ft?污染大氣??*?冰《和霣《1??■?.?-:sf????VLKBm?」八、’??k:Sm:??發(fā)*階段?成熟階段?捫散階段??圖1.2深對流云在清潔環(huán)境條件和污染環(huán)境條件下的發(fā)展、成熟和消散過程t??(Rosenfeld?et?al.,?2008)??總的來說,對于氣溶膠影響環(huán)境和氣候的研宂相對比較復雜,大氣氣溶膠??對全球氣候變化的影響可以通過自身和對云的作用來實現(xiàn)。氣溶膠對云微小的??改變可能會對氣候和天氣產(chǎn)生重大影響,進而影響全球生態(tài)環(huán)境和地氣系統(tǒng)的??水循環(huán)。如圖1.3所示,由于氣溶膠與云的相互作用機制十分復雜,使得其在??IPCC報告中仍是輻射強迫因子不確定性最高的之一,也是目前認識最局限的環(huán)??節(jié),這使得對氣溶膠的宏微觀特性以及氣溶膠與云相互作用的研究成為大氣科??學中研宄的熱點。??6??
?HmiKiH?靄高??S?氰?平?ate?4?移^.‘<?me?*??fr,??自甲烷的平流居水汽?}\?撕隱j?+???<?*面S射車?±ienn?^?T?*上賊?*/£??h?s>*a成的卷元????氣溶膠-?射相互作用??氣溶ffi-s相互作ffi?>?I?n??韶?"丨?nw?一1??太陽《射?fr?1?中s??-jL?1?.?i?.?i-?.?i?.?i?.?i??-10?12?3??輻射強迫(Wm_〇??圖1.3?IPCC第五次報告中的輻射強迫及其不確定性。(IPCC第五次報吿)??氣溶膠在影響著環(huán)境和氣候的同時還能影響人類的健康。其中粒徑小于10??pm的顆粒物,如海鹽粒子、硝酸鹽粒子、硫酸鹽粒子、有機氣溶膠粒子等能夠??直接進入人體呼吸道和肺中,并附著沉積,從而導致支氣管炎等病癥,最終能??夠引發(fā)肺癌。同時氣溶膠通過吸收和散射作用導致太陽輻射減弱,使得太陽輻??射中的近地表紫外線輻射減少,空氣中傳染性的病菌活性因此增強,容易爆發(fā)??傳染。ǚ缎聫,2010)。氣溶膠作為2020年全球爆發(fā)的新型冠狀病毒性肺炎??的一種傳播途徑,也使得氣溶膠再一次在公眾的視野引起關注和重視。??1.1.3本文研究的意義??在社會高度發(fā)展和進步的今天,由大氣氣溶膠造成的極端天氣問題(如暴??雨、干旱、臭氧層破壞、空氣污染和酸雨等)和全球環(huán)境污染問題日益突出。??而人類活動直接、間接產(chǎn)生了大量的氣溶膠顆粒,隨著大氣環(huán)流被輸送到全球??各地,導致連極地都有一定含量的氣溶膠。因此,對全球氣溶膠的反演識別以??及對氣溶膠的氣候效應的研宄具有更為重要的現(xiàn)實意義。近年來
【參考文獻】:
期刊論文
[1]青藏高原地區(qū)云水時空變化特征及其與降水的聯(lián)系[J]. 伯玥,王藝,李嘉敏,王澄海. 冰川凍土. 2016(06)
[2]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]. 石睿,王體健,李樹,莊炳亮,蔣自強,廖鏡彪,殷長秦. 大氣科學. 2015(01)
[3]淺析大氣氣溶膠的分類及其對氣候的影響[J]. 史平. 科技信息. 2011(29)
[4]華北地區(qū)沙塵氣溶膠對云輻射強迫的影響[J]. 賈璇,王文彩,陳勇航,黃建平,陳建民,張華,白鴻濤,張萍. 中國環(huán)境科學. 2010(08)
[5]利用地基微波輻射計反演蘭州地區(qū)液態(tài)云水路徑和可降水量的初步研究[J]. 黃建平,何敏,閻虹如,張北斗,閉建榮,靳秦建. 大氣科學. 2010(03)
[6]星載云-氣溶膠激光雷達系統(tǒng)的應用[J]. 楊昭,李強. 科技信息. 2010(05)
[7]利用CALIPSO衛(wèi)星數(shù)據(jù)對大氣氣溶膠的去偏振度特性分析研究[J]. 趙一鳴,江月松,張緒國,路小梅. 光學學報. 2009(11)
[8]中國北方水汽與云和降水的關系[J]. 封彩云,王式功,尚可政,楊德保,文小航. 蘭州大學學報(自然科學版). 2009(04)
[9]星載激光雷達探測能力的數(shù)值模擬分析[J]. 劉厚通,王珍珠,李超,黃威,周軍. 激光技術. 2008(06)
[10]云探測衛(wèi)星CloudSat[J]. 馬占山,劉奇俊,秦琰琰,諶蕓. 氣象. 2008(08)
博士論文
[1]中國東部地區(qū)氣溶膠—云相互作用衛(wèi)星遙感建模研究[D]. 王富.電子科技大學 2015
[2]基于層次分類與數(shù)據(jù)融合的星載激光雷達數(shù)據(jù)反演[D]. 馬盈盈.武漢大學 2010
[3]中國地區(qū)氣溶膠光學特性及輻射強迫的衛(wèi)星遙感觀測研究[D]. 柳晶.南京信息工程大學 2008
碩士論文
[1]氣溶膠/云星載激光雷達數(shù)據(jù)反演算法初步研究[D]. 于娜娜.中國海洋大學 2012
本文編號:3581998
【文章來源】:中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1氣溶膠粒子輻射強迫機制
?第1章緒?論????.:次::?綠?_■??jxML^???*氣*方ft?污染大氣??*?冰《和霣《1??■?.?-:sf????VLKBm?」八、’??k:Sm:??發(fā)*階段?成熟階段?捫散階段??圖1.2深對流云在清潔環(huán)境條件和污染環(huán)境條件下的發(fā)展、成熟和消散過程t??(Rosenfeld?et?al.,?2008)??總的來說,對于氣溶膠影響環(huán)境和氣候的研宂相對比較復雜,大氣氣溶膠??對全球氣候變化的影響可以通過自身和對云的作用來實現(xiàn)。氣溶膠對云微小的??改變可能會對氣候和天氣產(chǎn)生重大影響,進而影響全球生態(tài)環(huán)境和地氣系統(tǒng)的??水循環(huán)。如圖1.3所示,由于氣溶膠與云的相互作用機制十分復雜,使得其在??IPCC報告中仍是輻射強迫因子不確定性最高的之一,也是目前認識最局限的環(huán)??節(jié),這使得對氣溶膠的宏微觀特性以及氣溶膠與云相互作用的研究成為大氣科??學中研宄的熱點。??6??
?HmiKiH?靄高??S?氰?平?ate?4?移^.‘<?me?*??fr,??自甲烷的平流居水汽?}\?撕隱j?+???<?*面S射車?±ienn?^?T?*上賊?*/£??h?s>*a成的卷元????氣溶膠-?射相互作用??氣溶ffi-s相互作ffi?>?I?n??韶?"丨?nw?一1??太陽《射?fr?1?中s??-jL?1?.?i?.?i-?.?i?.?i?.?i??-10?12?3??輻射強迫(Wm_〇??圖1.3?IPCC第五次報告中的輻射強迫及其不確定性。(IPCC第五次報吿)??氣溶膠在影響著環(huán)境和氣候的同時還能影響人類的健康。其中粒徑小于10??pm的顆粒物,如海鹽粒子、硝酸鹽粒子、硫酸鹽粒子、有機氣溶膠粒子等能夠??直接進入人體呼吸道和肺中,并附著沉積,從而導致支氣管炎等病癥,最終能??夠引發(fā)肺癌。同時氣溶膠通過吸收和散射作用導致太陽輻射減弱,使得太陽輻??射中的近地表紫外線輻射減少,空氣中傳染性的病菌活性因此增強,容易爆發(fā)??傳染。ǚ缎聫,2010)。氣溶膠作為2020年全球爆發(fā)的新型冠狀病毒性肺炎??的一種傳播途徑,也使得氣溶膠再一次在公眾的視野引起關注和重視。??1.1.3本文研究的意義??在社會高度發(fā)展和進步的今天,由大氣氣溶膠造成的極端天氣問題(如暴??雨、干旱、臭氧層破壞、空氣污染和酸雨等)和全球環(huán)境污染問題日益突出。??而人類活動直接、間接產(chǎn)生了大量的氣溶膠顆粒,隨著大氣環(huán)流被輸送到全球??各地,導致連極地都有一定含量的氣溶膠。因此,對全球氣溶膠的反演識別以??及對氣溶膠的氣候效應的研宄具有更為重要的現(xiàn)實意義。近年來
【參考文獻】:
期刊論文
[1]青藏高原地區(qū)云水時空變化特征及其與降水的聯(lián)系[J]. 伯玥,王藝,李嘉敏,王澄海. 冰川凍土. 2016(06)
[2]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]. 石睿,王體健,李樹,莊炳亮,蔣自強,廖鏡彪,殷長秦. 大氣科學. 2015(01)
[3]淺析大氣氣溶膠的分類及其對氣候的影響[J]. 史平. 科技信息. 2011(29)
[4]華北地區(qū)沙塵氣溶膠對云輻射強迫的影響[J]. 賈璇,王文彩,陳勇航,黃建平,陳建民,張華,白鴻濤,張萍. 中國環(huán)境科學. 2010(08)
[5]利用地基微波輻射計反演蘭州地區(qū)液態(tài)云水路徑和可降水量的初步研究[J]. 黃建平,何敏,閻虹如,張北斗,閉建榮,靳秦建. 大氣科學. 2010(03)
[6]星載云-氣溶膠激光雷達系統(tǒng)的應用[J]. 楊昭,李強. 科技信息. 2010(05)
[7]利用CALIPSO衛(wèi)星數(shù)據(jù)對大氣氣溶膠的去偏振度特性分析研究[J]. 趙一鳴,江月松,張緒國,路小梅. 光學學報. 2009(11)
[8]中國北方水汽與云和降水的關系[J]. 封彩云,王式功,尚可政,楊德保,文小航. 蘭州大學學報(自然科學版). 2009(04)
[9]星載激光雷達探測能力的數(shù)值模擬分析[J]. 劉厚通,王珍珠,李超,黃威,周軍. 激光技術. 2008(06)
[10]云探測衛(wèi)星CloudSat[J]. 馬占山,劉奇俊,秦琰琰,諶蕓. 氣象. 2008(08)
博士論文
[1]中國東部地區(qū)氣溶膠—云相互作用衛(wèi)星遙感建模研究[D]. 王富.電子科技大學 2015
[2]基于層次分類與數(shù)據(jù)融合的星載激光雷達數(shù)據(jù)反演[D]. 馬盈盈.武漢大學 2010
[3]中國地區(qū)氣溶膠光學特性及輻射強迫的衛(wèi)星遙感觀測研究[D]. 柳晶.南京信息工程大學 2008
碩士論文
[1]氣溶膠/云星載激光雷達數(shù)據(jù)反演算法初步研究[D]. 于娜娜.中國海洋大學 2012
本文編號:3581998
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