简介:摘要:研究气溶胶光学厚度的时空分布特征对评估大气污染程度和研究气溶胶气候效应具有重要意义。本文利用 2007-2019年的气溶胶光学厚度产品数据,从时间和空间角度分析云南省香格里拉气溶胶光学厚度(AOD)变化特征。结果表明:(1)2007-2019 年云南香格里拉 870nm通道AOD 年均值在 0.001~0.04之间波动,平均值为 0.035,12年间云南 AOD 年均值整体呈现平稳态势,(2)云南香格里拉AOD 有明显的季节变化特征,呈夏季高峰,冬季最低,采暖期 AOD 均值整体上低于非采暖期;(3)云南香格里拉AOD 高值区集中在人员密集区域,而自然林区为低值区。AOD 高值区总体分布在低海拔地区,而 AOD 较低的区域主要位于高海拔地区,香格里拉处在低值区域范围内,且 AOD 时序变化趋势率与年均AOD空间分布特征基本保持一致。云南香格里拉AOD与环境颗粒物PM2.5呈现强相关关系。
简介:利用中国太阳分光观测网的观测资料结合MODIS(中分辨率成像光谱仪)的气溶胶产品分析了北京、兰州、上海3个典型区域城市的气溶胶光学特性。结果表明:北京AOD(气溶胶光学厚度)年平均为0.41±0.35,春夏高,秋冬低,Angstrom波长指数a年平均为1.40±0.85表现为细模态粒子,MODIS的光学厚度为0.52±0.39与地面观测相关系数为0.91,存在系统性高估;兰州AOD年平均为0.55±0.21,夏季最低,秋冬较高,a年平均为0.95±0.20表现为粗模态粒子,MODIS光学厚度为0.43±0.21与地面观测相关系数仅为0.07,存在系统性低估;上海AOD年平均为0.55±0.21,无明显季节变化,a平均为1.03±0.25,MODIS光学厚度为0.74±0.30与地面观测相关系数为0.75,存在系统性高估。城市地理位置和复杂地表等原因造成反照率的不确定,MODIS气溶胶产品在这3个城市的反演效果仍有很大提升空间。
简介:利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2006—2011年晴空无云时激光雷达(CE-370—2)资料,结合2006年12月至2007年5月多波段太阳光度计(CE-318)资料,对比验证了激光雷达资料的反演结果,并分析了兰州地区气溶胶光学厚度的分布特征。结果表明:激光雷达反演得到的光学厚度与光度计观测得到的光学厚度,两者具有较好的相关性,相关系数为0.86。兰州地区气溶胶光学厚度3—5月和11-12月较大,主要原因是3—5月是当地沙尘频发期,11—12月是居民集中采暖期,沙尘排放和燃煤排放显著增加了大气气溶胶光学厚度。气溶胶光学厚度6~10月偏小,湿沉降清除是主要的影响因素。光学厚度季节分布为春季0.42,冬季0.36,秋季0.30,夏季0.21。光学厚度频数分布于0.0~0.3的最多,占总数的一半,且存在季节差异。兰州上空夏季干净,春季浑浊,冬季次浑浊。
简介:基于塔克拉玛干沙漠地区地基太阳光度计数据,系统验证2007~2008年星载多角度成像光谱仪(MISR)、中分辨率成像光谱仪(MODIS)和臭氧监测仪(0MI)气溶胶反演产品,旨在定量评估这些产品在我国沙漠地区的气溶胶光学厚度(AOD)反演精度。结果表明:MODIS/AOD的相关系数在4种产品中最高(O.91),OMI/AOD次之(0.87),其次为MISR/AOD(0.84),OMI/UVAI相关系数偏低(0.51)。MISR/AOD均方根误差(O.14)和平均偏差(-0.06)在4种反演产品中最低。与地基观测相比,MISR/AOD、MODIS/AOD系统偏低,OMI/AOD、OMI/UVAI系统偏高。在相同比较条件下(地基观测气溶胶光学厚度值限定在2.0以内),MISR的均方根误差和平均偏差在4种反演产品中最低,且相关系数也较高(O.84)。尽管存在诸多不同,但3种探测器气溶胶反演产品均能较好地展示该地区的气溶胶季。声变化。塔克拉玛干沙漠春、夏季AOD较大,秋、冬季AOD相对较小。Angstr6m波长指数的结果表明,春季(3~5月)最小(均值为0.11),夏季(6~8月)次之,秋季(9-11月)和冬季(12月至次年2月)较大(均值达到0.61),这表明在春、夏季气溶胶粒子偏大,秋、冬季气溶胶粒子偏小。此外,通过研究2000-2010年AOD年际变化表明,由于塔克拉玛干沙漠地区属于沙尘源区,气溶胶类型较为单一,所以总体来说,变化趋势不是较为明显。从反演结果来看,2003年的气溶胶含量为此10年中最高,年均值达到0.32;2005年的气溶胶含量在这10年中最低,年均值为0.28。
简介:为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。
简介:天津近岸大气气溶胶光学特性季节变化对提高海洋卫星的大气校正精度和了解天津与渤海海陆交界地区的环境具有重要意义。本文利用CE317太阳光度计定点观测了天津近岸2010年4月到2011年5月气溶胶光学数据,分析了渤海湾近岸地区气溶胶周年光学特性。结果表明:气溶胶光学厚度(AerosolOpticalThickness,AOT)光谱基本满足Angstrom关系;AOT日变化基本有三种变化趋势:上升型,平稳型,下降型;天津近岸秋季AOT最高,平均值0.686,春夏次之,冬季最低;Angstrom指数α春夏秋冬依次升高,春季由于沙尘的影响,其Angstrom指数α最小,平均值为0.854。该结果与黄海近岸的青岛地区作了比较分析,表明了气溶胶光学性质的区域性。
简介:摘要 采用瑞利-拉曼-米氏(Rayleigh-Raman-Mie)激光雷达探测了南京北郊对流层上空气溶胶的光学特性,选取为2011-03-30、2011-03-31以及2011-04-16。通过比对Fernald方法和Raman方法反演气溶胶消光系数证明Raman方法由于不需要提前假定雷达比,因此使用Raman方法反演结果更为精确。利用软阈值小波去噪的方法对Raman回波信号进行去噪处理,结合Mie散射信号反演,获得了不同天气下的气溶胶消光系数、后向散射系数和雷达比的垂直分布廓线图,并进行了分析。实验结果表明,采用软阈值小波去噪的方法,可以有效去除背景噪声的干扰,使反演所得廓线图曲线更为平滑,从而提高反演结果的精度。当天气为晴且无云时,反演获得的气溶胶的消光系数、后向散射系数和雷达比垂直分布廓线图整体均大于大气模型且无明显波动,表明南京北郊上空气溶胶分布均匀,气溶胶无明显聚集。当天空中有云时,气溶胶的消光系数和后向散射系数均显示极大值,并且相应的高度雷达比较低,因此,认为在该高度存在着冰晶云(高积云或高层云)。当天空中没有云,并且有较多气溶胶时,消光系数和雷达比均具有较大的峰值,而后向散射系数则处于较低水平。
简介:依据中国PM2.5浓度的空气质量标准,对北京地区2010-2015年的空气质量进行了评估,以此结合天气报告选取历年不同季节的雾霾天气过程,利用AERONET提供的CE-318太阳光度计反演资料,对北京雾霾天气下的气溶胶光学特性进行了分析研究。结果表明:(1)2010-2015年北京城区PM2.5日均浓度历年均呈“U”型变化,空气质量为优良的天数略有增加,但改善不大,秋季和冬季空气污染比较严重,尤其是冬季,严重污染的比例接近25%;(2)2010-2015年,440、675、870、1020nm四个波长下的气溶胶光学厚度年际变化特征基本一致,均有下降的趋势,气溶胶光学厚度随波长的增大而减小,说明雾霾天气条件下气溶胶粒子对太阳光的衰减具有波长选择性;(3)雾霾天气期间的气溶胶光学厚度整体都表现出较高值,Angstrom波长指数通常高于0.69,并保持在0.69-1.55之间,说明雾霾天气时气溶胶主要以细的污染粒子为主;(4)北京冬季易发雾霾天气,气溶胶光学厚度较大,大气浑浊程度较高,Angstrom波长指数α随气溶胶光学厚度的增大而减小,呈负相关,这为依据气溶胶光学厚度估算α提供了一种可能的方法。
简介:利用激光雷达观测资料,分析了奥运会期间气溶胶消光系数的垂直廓线,并结合后向轨迹方法对北京地区污染来源以及污染控制措施效果进行了初步分析。观测数据表明:1)2008年消光系数较之2007年在不同高度层的降幅并不相同,600m以下的年际降幅最为显著,1200~4000m高度范围次之。2)各类型消光系数垂直廓线出现频次的统计显示,2008年影响北京的主要廓线类型为边界层上部最高型,而非近地面最高型,说明2008年近地层消光系数有明显的降低。另外,利用后向轨迹法对近地层消光系数降低的原因进行了分析,结果表明,当近地层气团中污染物主要来自于北京周边地区时,400m以下气溶胶消光系数的年际降幅可达18.1%,这说明北京周边区域大气污染控制措施对改善北京近地面层气溶胶污染起到了重要作用。
简介:利用CE一318太阳光度计、激光雷达、单颗粒气溶胶质谱仪并结合气象、环境监测资料对2015年4月15日石家庄市一次沙尘天气过程中的气溶胶光学特性及其来源进行分析研究。结果表明:此次沙尘过程中,气溶胶光学厚度AOD明显增加,Angstrom指数α明显下降,其体积浓度谱粗模态粒子大量增加,首要污染物以PM10为主,均证实有大量沙尘粒子的入侵。通过分析激光雷达的垂直探测、污染物来源的后向轨迹模拟以及高空、地面天气图可以推断此次沙尘过程主要是由蒙古地区自高空向低空及近地面逐渐沉降,最终与本地污染源汇合使得污染物浓度大幅增加。对比分析激光雷达和太阳光度计反演的532nm气溶胶光学厚度,发现两者具有很高的相关度R2=0.623,激光雷达反演的光学厚度经过一定修正后基本可以满足业务需求,在业务中可以与太阳光度计相互配合使用。另外,对石家庄市气溶胶颗粒物成分进行源解析发现,15日生物质燃烧源和扬尘源的贡献大幅增加。利用极轨卫星监测石家庄周边火点分布情况发现13—14日石家庄西北部地区火点较多,大风沙尘过程使得西北部的生物质开放燃烧源等产生的气溶胶颗粒物成分向石家庄及南部地区输送,导致生物质燃烧源比重迅速升高。
简介:利用2006年3~5月天空辐射计观测数据反演得到北京地区春季大气气溶胶光学性质参数,包括大气气溶胶光学厚度(0.5μm)、Angstrom指数、单次散射反射比和粒子谱分布特征。结果表明:北京地区春季气溶胶平均光学厚度0.67,Angstrom指数0.54,单次散射比0.88,粒子吸收性质较弱,粒子谱呈双峰形,以粗粒子为主,粗、细模态粒子粒径分别集中在0.17μm和7.7μm左右。相比2004年此次观测期间气溶胶粒径较大,粒子体积浓度较高,散射作用在其消光特性中的比重略有下降。光学厚度日变化呈单峰型,日间单次散射比随时间逐渐递减,Angstrom指数在上午递减趋势明显,午后变得稳定。对同时观测的天空辐射计与CE-318不同波长光学厚度结果进行比较,结果显示两者得到的光学厚度相关性很好,各波长小时平均结果的相对误差小于7%。