云上气溶胶及其对低云影响的卫星遥感研究
发布时间：2022-01-11 03:30
近年来,低云上气溶胶（ACA,Above-low-level-cloud aerosol）及其对低云的影响逐渐备受关注,然而对其引起的气溶胶-云辐射的综合影响仍缺乏深入了解。这主要是由于缺乏针对ACA场景的气溶胶层和云层的全面、准确的反演,以及对ACA对低层云宏微观物理特性的影响认识不足。本文借助于多源卫星观测数据,对ACA反演新方法及其对低云的影响开展了研究,主要的研究内容如下:（1）开发了一种星载激光雷达多通道联合的ACA识别和反演的改进算法。新算法通过结合星载激光雷达CALIOP（The Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization）三通道观测结果,侧重利用1064 nm通道,可以可靠地识别和反演弱ACA层和浓ACA层。同时通过研发新的昼夜多尺度平滑算法,可以在白天和夜晚之间提供相对一致的ACA反演结果。基于新算法,本研究建立了新的四年（2007年至2010年）全球ACA数据集,并展示和分析了新的全球ACA发生率和光学厚度（OD,optical depth）的季节平均分布图。本文进一步分析和讨论了大西洋地区ACA层与低云层的相对...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１气溶胶粒子辐射强迫机制
?第１章绪?论????．：次：：?綠？＿■??ｊｘＭＬ＾??？＊气＊方ｆｔ?污染大气??＊?冰《和霣《１?？■?．?－：ｓｆ??？?ＶＬＫＢｍ?」八、’??ｋ：Ｓｍ：??发＊阶段?成熟阶段?捫散阶段??图１．２深对流云在清洁环境条件和污染环境条件下的发展、成熟和消散过程ｔ??（Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８）??总的来说，对于气溶胶影响环境和气候的研宂相对比较复杂，大气气溶胶??对全球气候变化的影响可以通过自身和对云的作用来实现。气溶胶对云微小的??改变可能会对气候和天气产生重大影响，进而影响全球生态环境和地气系统的??水循环。如图１．３所示，由于气溶胶与云的相互作用机制十分复杂，使得其在??ＩＰＣＣ报告中仍是辐射强迫因子不确定性最高的之一，也是目前认识最局限的环??节，这使得对气溶胶的宏微观特性以及气溶胶与云相互作用的研究成为大气科??学中研宄的热点。??６??
?ＨｍｉＫｉＨ?霭高??Ｓ?氰?平?ａｔｅ?４?移＾．‘＜？ｍｅ?＊??ｆｒ，?？自甲烷的平流居水汽?｝＼?撕隐ｊ?＋？??＜?＊面Ｓ射車?±ｉｅｎｎ?＾?Ｔ?＊上賊?＊／￡??ｈ?ｓ＞＊ａ成的卷元?？??气溶胶－？射相互作用??气溶ｆｆｉ－ｓ相互作ｆｆｉ?＞?Ｉ?ｎ??韶?＂丨?ｎｗ?一１??太阳《射?ｆｒ?１?中ｓ??－ｊＬ?１?．?ｉ?．?ｉ－?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ??－１０?１２?３??辐射强迫（Ｗｍ＿〇??图１．３?ＩＰＣＣ第五次报告中的辐射强迫及其不确定性。（ＩＰＣＣ第五次报吿）??气溶胶在影响着环境和气候的同时还能影响人类的健康。其中粒径小于１０??ｐｍ的颗粒物，如海盐粒子、硝酸盐粒子、硫酸盐粒子、有机气溶胶粒子等能够??直接进入人体呼吸道和肺中，并附着沉积，从而导致支气管炎等病症，最终能??够引发肺癌。同时气溶胶通过吸收和散射作用导致太阳辐射减弱，使得太阳辐??射中的近地表紫外线辐射减少，空气中传染性的病菌活性因此增强，容易爆发??传染病（范新强，２０１０）。气溶胶作为２０２０年全球爆发的新型冠状病毒性肺炎??的一种传播途径，也使得气溶胶再一次在公众的视野引起关注和重视。??１．１．３本文研究的意义??在社会高度发展和进步的今天，由大气气溶胶造成的极端天气问题（如暴??雨、干旱、臭氧层破坏、空气污染和酸雨等）和全球环境污染问题日益突出。??而人类活动直接、间接产生了大量的气溶胶颗粒，随着大气环流被输送到全球??各地，导致连极地都有一定含量的气溶胶。因此，对全球气溶胶的反演识别以??及对气溶胶的气候效应的研宄具有更为重要的现实意义。近年来
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原地区云水时空变化特征及其与降水的联系[J]. 伯玥,王艺,李嘉敏,王澄海. 冰川冻土. 2016(06)
[2]东亚夏季气溶胶—云—降水分布特征及其相互影响的资料分析[J]. 石睿,王体健,李树,庄炳亮,蒋自强,廖镜彪,殷长秦. 大气科学. 2015(01)
[3]浅析大气气溶胶的分类及其对气候的影响[J]. 史平. 科技信息. 2011(29)
[4]华北地区沙尘气溶胶对云辐射强迫的影响[J]. 贾璇,王文彩,陈勇航,黄建平,陈建民,张华,白鸿涛,张萍. 中国环境科学. 2010(08)
[5]利用地基微波辐射计反演兰州地区液态云水路径和可降水量的初步研究[J]. 黄建平,何敏,阎虹如,张北斗,闭建荣,靳秦建. 大气科学. 2010(03)
[6]星载云-气溶胶激光雷达系统的应用[J]. 杨昭,李强. 科技信息. 2010(05)
[7]利用CALIPSO卫星数据对大气气溶胶的去偏振度特性分析研究[J]. 赵一鸣,江月松,张绪国,路小梅. 光学学报. 2009(11)
[8]中国北方水汽与云和降水的关系[J]. 封彩云,王式功,尚可政,杨德保,文小航. 兰州大学学报(自然科学版). 2009(04)
[9]星载激光雷达探测能力的数值模拟分析[J]. 刘厚通,王珍珠,李超,黄威,周军. 激光技术. 2008(06)
[10]云探测卫星CloudSat[J]. 马占山,刘奇俊,秦琰琰,谌芸. 气象. 2008(08)
博士论文
[1]中国东部地区气溶胶—云相互作用卫星遥感建模研究[D]. 王富.电子科技大学 2015
[2]基于层次分类与数据融合的星载激光雷达数据反演[D]. 马盈盈.武汉大学 2010
[3]中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究[D]. 柳晶.南京信息工程大学 2008
硕士论文
[1]气溶胶/云星载激光雷达数据反演算法初步研究[D]. 于娜娜.中国海洋大学 2012
本文编号：3581998
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１气溶胶粒子辐射强迫机制
?第１章绪?论????．：次：：?綠？＿■??ｊｘＭＬ＾??？＊气＊方ｆｔ?污染大气??＊?冰《和霣《１?？■?．?－：ｓｆ??？?ＶＬＫＢｍ?」八、’??ｋ：Ｓｍ：??发＊阶段?成熟阶段?捫散阶段??图１．２深对流云在清洁环境条件和污染环境条件下的发展、成熟和消散过程ｔ??（Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８）??总的来说，对于气溶胶影响环境和气候的研宂相对比较复杂，大气气溶胶??对全球气候变化的影响可以通过自身和对云的作用来实现。气溶胶对云微小的??改变可能会对气候和天气产生重大影响，进而影响全球生态环境和地气系统的??水循环。如图１．３所示，由于气溶胶与云的相互作用机制十分复杂，使得其在??ＩＰＣＣ报告中仍是辐射强迫因子不确定性最高的之一，也是目前认识最局限的环??节，这使得对气溶胶的宏微观特性以及气溶胶与云相互作用的研究成为大气科??学中研宄的热点。??６??
?ＨｍｉＫｉＨ?霭高??Ｓ?氰?平?ａｔｅ?４?移＾．‘＜？ｍｅ?＊??ｆｒ，?？自甲烷的平流居水汽?｝＼?撕隐ｊ?＋？??＜?＊面Ｓ射車?±ｉｅｎｎ?＾?Ｔ?＊上賊?＊／￡??ｈ?ｓ＞＊ａ成的卷元?？??气溶胶－？射相互作用??气溶ｆｆｉ－ｓ相互作ｆｆｉ?＞?Ｉ?ｎ??韶?＂丨?ｎｗ?一１??太阳《射?ｆｒ?１?中ｓ??－ｊＬ?１?．?ｉ?．?ｉ－?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ??－１０?１２?３??辐射强迫（Ｗｍ＿〇??图１．３?ＩＰＣＣ第五次报告中的辐射强迫及其不确定性。（ＩＰＣＣ第五次报吿）??气溶胶在影响着环境和气候的同时还能影响人类的健康。其中粒径小于１０??ｐｍ的颗粒物，如海盐粒子、硝酸盐粒子、硫酸盐粒子、有机气溶胶粒子等能够??直接进入人体呼吸道和肺中，并附着沉积，从而导致支气管炎等病症，最终能??够引发肺癌。同时气溶胶通过吸收和散射作用导致太阳辐射减弱，使得太阳辐??射中的近地表紫外线辐射减少，空气中传染性的病菌活性因此增强，容易爆发??传染病（范新强，２０１０）。气溶胶作为２０２０年全球爆发的新型冠状病毒性肺炎??的一种传播途径，也使得气溶胶再一次在公众的视野引起关注和重视。??１．１．３本文研究的意义??在社会高度发展和进步的今天，由大气气溶胶造成的极端天气问题（如暴??雨、干旱、臭氧层破坏、空气污染和酸雨等）和全球环境污染问题日益突出。??而人类活动直接、间接产生了大量的气溶胶颗粒，随着大气环流被输送到全球??各地，导致连极地都有一定含量的气溶胶。因此，对全球气溶胶的反演识别以??及对气溶胶的气候效应的研宄具有更为重要的现实意义。近年来
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原地区云水时空变化特征及其与降水的联系[J]. 伯玥,王艺,李嘉敏,王澄海. 冰川冻土. 2016(06)
[2]东亚夏季气溶胶—云—降水分布特征及其相互影响的资料分析[J]. 石睿,王体健,李树,庄炳亮,蒋自强,廖镜彪,殷长秦. 大气科学. 2015(01)
[3]浅析大气气溶胶的分类及其对气候的影响[J]. 史平. 科技信息. 2011(29)
[4]华北地区沙尘气溶胶对云辐射强迫的影响[J]. 贾璇,王文彩,陈勇航,黄建平,陈建民,张华,白鸿涛,张萍. 中国环境科学. 2010(08)
[5]利用地基微波辐射计反演兰州地区液态云水路径和可降水量的初步研究[J]. 黄建平,何敏,阎虹如,张北斗,闭建荣,靳秦建. 大气科学. 2010(03)
[6]星载云-气溶胶激光雷达系统的应用[J]. 杨昭,李强. 科技信息. 2010(05)
[7]利用CALIPSO卫星数据对大气气溶胶的去偏振度特性分析研究[J]. 赵一鸣,江月松,张绪国,路小梅. 光学学报. 2009(11)
[8]中国北方水汽与云和降水的关系[J]. 封彩云,王式功,尚可政,杨德保,文小航. 兰州大学学报(自然科学版). 2009(04)
[9]星载激光雷达探测能力的数值模拟分析[J]. 刘厚通,王珍珠,李超,黄威,周军. 激光技术. 2008(06)
[10]云探测卫星CloudSat[J]. 马占山,刘奇俊,秦琰琰,谌芸. 气象. 2008(08)
博士论文
[1]中国东部地区气溶胶—云相互作用卫星遥感建模研究[D]. 王富.电子科技大学 2015
[2]基于层次分类与数据融合的星载激光雷达数据反演[D]. 马盈盈.武汉大学 2010
[3]中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究[D]. 柳晶.南京信息工程大学 2008
硕士论文
[1]气溶胶/云星载激光雷达数据反演算法初步研究[D]. 于娜娜.中国海洋大学 2012
本文编号：3581998
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