刘新罡[1]2004年在《北京晴朗、沙尘天气气溶胶光学特性反演与分析》文中进行了进一步梳理利用中国科学院大气物理研究所与长春光学精密机械研究所合作研制的太阳—大气紫外光谱辐射计(SAUVS)，测量到达北京地表的太阳直接和散射紫外光谱辐射，导出了大气气溶胶的光学厚度。初步结果表明：北京紫外波段大气气溶胶的光学厚度在绝大部分情况下随波长的增加而单调减小，用指数函数可以较好地拟合反演结果，统计得到了叁个水平能见度状况下拟合函数的系数值和公式表达式；初步分析了扬沙、浮尘、沙尘暴天气条件下气溶胶光学厚度的特点，并与一般晴朗天气条件下的气溶胶光学厚度特点做了比较分析；分析了太阳紫外谱辐射中散射辐射与大气质量、大气总光学厚度的定性关系和定量表达式；最后与全球气溶胶监测网络(AERONET)北京站的资料做比对，表明反演结果基本合理。此工作为数值研究气溶胶—辐射—气候相互作用提供了参考，为进一步研究沙尘的辐射特性作了必要的准备。
宫纯文, 李建玉, 李学彬, 刘庆, 魏合理[2]2015年在《秸秆燃烧和沙尘对气溶胶光学特性的影响》文中研究说明利用多年积累的我国几个典型地区的太阳辐射计观测数据,反演了秸秆燃烧和沙尘日及其前后晴朗日的气溶胶光学厚度(AOD)和表征粒子尺度的ngstrm指数(α),并运用观测结果和反演数据对已知气溶胶源予以验证。对比分析了多个典型地区源自秸秆燃烧和沙尘的气溶胶光学特性,结果显示,秸秆燃烧和扬尘时AOD都大幅增加,而α在秸秆燃烧时比通常晴朗日增大,取值大于1.3;在扬尘时比通常晴朗日明显减小,取值小于0.5。另外,不同地区不同气溶胶源的AOD与α的关系明显不同。分析结果表明,α可作为秸秆燃烧和沙尘天气的一个标志参数,为生物燃烧性有机碳黑气溶胶光学特性的检测方法提供依据,也可为分析我国西北城市地区受周边沙漠的影响程度提供有益参考。
沈建国, 李嘉鹏, 牛生杰, 姜学恭[3]2007年在《沙尘天气中气溶胶光学特性的时空分布特征》文中研究表明选取内蒙古境内额济纳旗、乌拉特中旗、东胜、朱日和、锡林浩特5个站的几次沙尘天气过程和晴朗天气下CE-318太阳光度计资料,计算出大气气溶胶光学厚度,结合气象资料分析在沙尘天气发生过程中气溶胶光学厚度的时空分布特征。分析结果显示,在沙尘天气发生过程中,气溶胶光学厚度是一个相当敏感的变量,其随沙尘的发生、发展和消亡表现出明显不同的日变化特征,且光学厚度值随着沙尘天气的发生和发展,在其空间分布变化上与沙尘天气本身的空间分布变化具有很好的一致性,可以很好的反映沙尘输送过程。此外气溶胶光学厚度与大气稳定度也有一致的日变化趋势。因此,对于大气气溶胶光学厚度的监测可以为沙尘天气的预报提供较为准确的客观依据。
刘玉杰[4]2004年在《利用新型全自动太阳光度计研究气溶胶光学和物理特性》文中进行了进一步梳理大气气溶胶是由固态或液态的质粒分散到空气中形成的分散体系，虽然大气气溶胶粒子质量仅占大气质量的十亿分之一，但它对大气辐射传输、气候变化、环境质量、云和降水过程以及水文循环过程都有重要影响，从而构成气溶胶的辐射气候效应、环境健康效应和云物理效应。因此，研究气溶胶的物理化学性质和光学特性及其时空变化规律成为大气科学的一个热点问题。 本文根据全自动太阳分光光度计CE-318测得的太阳直接辐射数据，计算了银川地区的大气气溶胶光学厚度，反演了该地区的粒子谱分布和气溶胶消光系数特征，并利用计算的结果对银川地区的光学厚度、粒子谱分布和消光系数的变化特征做了比较系统的分析。 CE-318是一种高精度野外太阳和天空辐射测量仪器，具有易携带易安装、自动扫描、太阳能供电、可自动传输数据等特点。CE-318主要用于测量太阳和天空在可见光和近红外的不同波段、不同方向、不同时间的辐射亮度。利用CE-318测得的直接太阳辐射数据可以反演计算大气透过率、消光光学厚度、气溶胶光学厚度、大气水汽柱总量和臭氧总量；天空扫描数据则可以反演大气气溶胶粒子尺度谱分布及气溶胶相函数。目前国内沙尘暴监测预警系统布设有该种设备。 在进行计算时首先选择了天空晴朗无云、大气层结很稳定的天气条件下的太阳直接辐射数据，利用Langley法对太阳光度计进行了定标。随后由太阳直接辐射数据利用Bouguer定律反演了大气气溶胶光学特性；在计算所得的光学厚度的基础上，利用Monte carlo方法反演了气溶胶的粒子谱分布。计算了银川地区的大气气溶胶光学厚度，反演了该地区的粒子潜分布和气溶胶消光系数特征，并利用计算的结果对银川地区的光学厚度、粒子谱分布和消光系数的变化特征做了比较系统的分析。 银川位于我国西北地区东部，其西北部有巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠，东部有毛乌素沙地，这些沙漠和沙地是银川地区沙尘气溶胶的重要源地。由于沙源充足，加上冬、春两季降水偏少，气候干旱，大风偏多，造成银川地区冬、春两季沙尘暴频繁发生，其中4～5月是全年沙尘天气的高发期。本文使用的研究资料就来自于全自动太阳分光光度计CE-318所测得的银川地区2002年1月、4月、7月、10月四个月的太阳直接辐射数据。这四个月的资料可以代表冬、春、夏、秋四季，不同的气候条件下的太阳直接辐射强度，对计算所得的大气气溶胶光学厚度和粒子潜分布的计算结果的分析，可以初步了解该地区大气气溶胶的物理和光学特性。 通过对计算所得结果进行分析，可得到以下的结沦： (1)．在某一给定的波长上，大气气溶胶的光学厚度随不同气象条件和观测点地理位置的不同而有很大的差异，甚至可能有完全不同的变化规律。由此可知，在可见光和近红外波段，大气气溶胶在不同波段上的消光特性各不相同：在可见光波段气溶胶的消光能力比在近红外波段大，并且在可见光波段气溶胶光学厚度的变化随气溶胶理化特征的变化很明显:不同的波段对气溶胶成分的变化的反应也各不相同。 (2).该地区大气气溶胶光学厚度具有明显的日变化和季节变化。日变化有四种类型(9:00一一16:00)，它们分别是:1).大气气溶胶光学厚度的日变化相对稳定，这种情况下87Onm、936nm和1020 nm的T:日平均值小于0.1，由于大气气溶胶在可见光波段的吸收比在近红外波段的大，44onm处的T。值在 0.1一0.2之间;2).大气气溶胶光学厚度的日变化整体上呈上升的趋势;3).大气气溶胶光学厚度早晚小，中午大;4).9一11时出现峰值，其它时间变化比较小。在大气比较浑浊的情况下，日平均值比干净大气的日平均值大1.5倍左右。对于季节变化而言，则是冬春季节大，秋季次之，夏季最小:夏季T:在观测期间87Onm、936nm和1020nm的月平均值分别为0.104，0.110，0.119，440nm处为 0.226。春季大气中的主要成分是沙尘，冬季大气的主要成分是人类活动排放的大量颗粒物，而夏季由于降水的清除作用明显，气溶胶数浓度较低，气溶胶光学厚度较小。 (3).该地区的不同种类的气溶胶粒子谱分布特征各不相同。烟煤和水溶性粒子的谱分布呈偏态，沙尘粒子则呈比较标准的正态分布，它们的这种分布是与粒子半径和气溶胶的成分密切相关的。水溶性粒子几乎以核模态存在，其中水溶性粒子半径在0.001一1.Opm占的比例很大，最大浓度分别高达10，一10飞m刃，占气溶胶总数的95%或更多;烟煤粒子以核模态和集聚模态存在，是大气中比较稳定的成分，数浓度比水溶性粒子小一个量级。沙尘粒子基本上以粗模态存在于空气中，山于体积比较大，容易通过干、湿沉降从大气中移出，所以含量极少，其数浓度仅占总浓度的2.61 x 10一，%。沙尘粒子数浓度的峰值出现在1.Opm左右，平均浓度为168/c耐。 气溶胶的数浓度具有明显的日变化(9:00一16:00)。水溶性粒子的日变化呈双峰型，烟煤粒子和沙尘粒子变化呈单峰型变化，水溶性粒子数浓度的峰值出现在上午9时和下午巧时，烟煤性粒子的峰值出现在H时一13时之间，沙尘粒子的峰值出现在9一11时之间。造成气溶胶的这种变化规律的原因很复杂，但归根?
秦学珍[5]2017年在《基于小波分析的激光雷达信号消噪和气溶胶粒子谱反演算法研究》文中研究表明本文主要研究Mie散射激光雷达信号消噪和反演气溶胶粒子谱分布。由于Mie散射激光雷达系统现有的缺陷,使得所测得的回波信号信噪比不高,严重影响对消光系数、水汽混合比和偏振的研究。另外,由于气溶胶光学厚度和粒子谱的关系式属于第一类Fredholm积分方程,求解出的气溶胶粒子谱rn)(通常是病态、不唯一的。为了解决这两个问题,本文主要用小波方法对激光雷达信号消噪和研究气溶胶粒子谱分布。回波信号消噪算法的研究主要是用自适应BP小波神经网络消噪算法来实现。用正交小波函数作为隐含层结点函数,搜索算法选取网络中最优的参数、阈值和隐含层结点个数,下降速度最快的Levenberg-Marquardt算法作为自适应小波神经网络梯度算法。通过对比拟合输出的均方误差和给定的均方误差,来调节整个BP小波神经网络,直到参数最优为止。与其它小波神经网络不同的是,本文的BP小波神经网络隐含层结点个数并不是给定的,而是通过搜索算法获得的。这种方法构造出的自适应BP小波神经网络可随外界环境的改变而进行自适应的调整。在气溶胶粒子谱反演算法的研究中,首先假设粒子是球形的,通过Mie理论求出消光系数和散射系数;其次,用CE-318测得所需的光学厚度;最后用小波Galerkin与Tikhonov正则化相结合的算法来求解。与传统的迭代算法相比,本文提出的方法方便简洁、易于计算,即用小波Galerkin方法把光学厚度和气溶胶粒子谱的关系式离散成线性方程组的形式,再用Tikhonov正则化法求出正则解。这样便克服了方程解的不稳定、不唯一的缺点。为了验证两种方法的可行性,前者与小波阈值消噪算法进行对比,后者选取2012年11月-2016年10月银川地区这四年中典型天气的光学厚度数据反演气溶胶粒子谱,并与实际的天气状况对比分析。实验结果表明:自适应BP小波神经网络消噪方法优于小波阈值消噪方法,并且用小波Galerkin方法反演气溶胶粒子谱分布来分析的银川地区天气状况与当地气象局提供的历史数据相吻合。
李霞[6]2012年在《西北半干旱区大气可降水量和气溶胶光学特性的反演与分析》文中研究指明水汽和气溶胶是两种对气候变化和人类生产生活有重要影响的大气成分。水汽作为大气中含量最高的温室气体,正反馈的温室效应使其成为气候变化研究的重要因子之一。随着人类活动的加剧,越来越多的气溶胶被排放到大气中,气溶胶通过直接、间接和半直接效应影响区域和全球气候变化,同时对大气环境以及人类健康产生较大的危害。我国西北地区代表了典型的干旱半干旱气候区,位于气候变化敏感带,是水资源缺乏最严重的地区之一,气溶胶光学特性以及空中水资源的全面了解对气候变化研究和人类生产生活具有重要的现实意义。本文基于地基遥感仪器多滤波旋转遮光带辐射计(MFRSR)发展了气溶胶光学厚度和大气可降水量反演算法,并将此算法应用于兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)、2008中美联合沙尘暴张掖观测点和SACOL城市站(兰州大学本部校区)。反演得到我国西北地区大气可降水量分布特征,并与其它地基和卫星遥感反演进行对比,检验了卫星大气可降水量反演产品的可靠性,同时利用MFRSR关于气溶胶光学厚度的反演结果结合米散射理论和后向轨迹追踪模式分析了气溶胶粒子特征以及气团远距离传输对气溶胶粒子特性的影响。利用MFRSR水汽吸收通道的直接辐射观测,基于辐射消光定律,根据辐射传输模式(LBLRTM)模拟水汽透过率和水汽含量关系以及Gaussian外推每日订正常数法反演大气可降水量。结果表明,SACOL大气可降水量呈季节变化特征,夏季最大,冬季最小,平均大气可降水量为0.72±0.53cm,75%的可降水量低于1.07cm。MFRSR反演的大气可降水量与太阳光度计的反演结果高度一致,相关系数为0.99,均方根偏差为0.09cm,与微波辐射计的相关系数为0.97,均方根偏差为0.14cm,对比验证了MFRSR反演结果的精确性和可靠性。基于多部地基MFRSR检验了星载MODIS和AIRS在我国西北半干旱地区反演大气可降水量的准确性,分析表明MODIS过高估计大气可降水量,随着水汽含量的增加,高估程度呈增长趋势。地表光谱反射率的不确定性以及气溶胶多次散射效应的忽略是MODIS在西北半干旱区反演误差的可能原因。AIRS系统性低估水汽,AIRS水汽产品对地理位置和对比仪器的选择较为敏感。依据对比结果,分别提出Terra MODIS和Aqua MODIS的订正方法,卫星在西北半干旱地区的评估和应用需认真考虑传感器特征和反演算法在这一地区的适用性。MFRSR反演大气可降水量的同时也可反演气溶胶光学厚度,利用MFRSR对多波段气溶胶光学厚、波长指数和波长指数随光谱变化的反演,基于气溶胶分类图解法,分析了SACOL气溶胶中细粒子的半径和细粒子对总光学厚度的贡献率。结果表明细粒子半径为0.05-0.15μm,尤以0.13μm最多,细粒子对光学厚度的贡献集中于70%以内,较大的气溶胶光学厚度主要是粗粒子的贡献(细粒子贡献小于30%)。春季沙尘粗粒子对光学厚度贡献最大,粗粒子比例达61%,冬季次之为37%。此方法对认识整层大气气溶胶细粒子特征具有重要意义。利用MFRSR反演的气溶胶光学特性,结合后向轨迹追踪模式,分析了气溶胶粒子的可能来源,以及远距离传输对气溶胶光学特性和黑碳浓度的影响。影响SACOL的气团来源分为15类,其中在源于塔克拉玛干沙漠气团的影响下,870nm平均气溶胶光学厚度为0.29±0.12,沙尘粒子输送显着,是SACOL的主要沙尘源区之一；在孟加拉国气团的影响下,气溶胶光学厚度最小为0.14±0.02,气溶胶以细粒子为主。对不同源区气团的概括归类表明,局地和区域性气团贡献平均气溶胶光学厚度的41%；沙尘区贡献28%；中亚地区贡献18%；远距离的欧洲和中东贡献13%。黑碳质量浓度分析表明,在源于西欧气团的影响下,黑碳浓度最大为2886.39±1580.34ng/m3,南亚孟加拉国地区的气团次之,黑碳浓度2704.40±1407.46ng/m3,这些地区分布着较强的黑碳排放源,是影响SACOL黑碳浓度的重要气团源地。最小为蒙古戈壁气团的影响,黑碳浓度为993.38±339.03ng/m3。为了进一步分析半干旱地区气溶胶光学特性的综合特征,进行了不同地区间的对比实验。分析表明,冬季兰州市区气溶胶光学厚度呈单谷型的日变化特征,谷值出现在14：00,气溶胶光学厚度系统性地高于SACOL,城市气溶胶的消光特性显着强于郊区。春季张掖气溶胶光学厚度没有明显的日变化特征,光学厚度值与SACOL相近。张掖和SACOL地区的PM10质量浓度日变化趋势一致,均呈双峰双谷特征,峰值出现于08：00和22：00,90%的PM10质量浓度值低于320μg/m3。
李崇[7]2011年在《利用激光雷达观测资料研究沙尘气溶胶及其影响》文中研究指明沙尘天气是一种灾害性天气现象,有着巨大的破坏力。本文利用西北地区部分台站1954-2009年沙尘天气相关观测资料分析研究了中国沙尘天气气候特点。研究表明：西北干旱、半干旱地区是我国沙尘天气的主要源区,主要集中在新疆塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠边缘、内蒙古西部和祁连山以北甘肃境内、内蒙古中部等叁个区域。自1954年以来,全国大部分地区,除个别站点外,沙尘天气频数总体上呈现波动减少的趋势,活跃期和平静期交替出现。蒙古气旋、冷锋是影响我国沙尘天气的主要天气系统。降水、温度、大风等气候因子与沙尘天气的频次密切相关。另外,西北地区爆发的沙尘天气大多是经西北路径及偏西路径传输影响中国境内及周边国家的。利用由中国科学院安徽光学精密机械研究所开发研制的大气环境监测激光雷达系统在沙尘天气及雾霾天气期间的观测资料,采用Fernald气溶胶光学特性反演算法,反演并计算了沙尘天气期间合肥地区的沙尘气溶胶光学特性,主要包括气溶胶消光系数垂直廓线和气溶胶光学厚度AOD。对气溶胶的消光系数垂直廓线的分析发现：沙尘天气过境前后,气溶胶的垂直分布有明显的差别。源于西北地区的沙尘天气一般在合肥(沙尘影响区)上空3-6km高度上出现浓度很高的沙尘气溶胶层,沙尘天气事件强度和环流背景决定了气溶胶的浓度。源于合肥局地区域的沙尘天气,则在近地面0-3km处形成较高浓度的沙尘气溶胶层,近地面气溶胶消光系数最大接近1。AOD也有相应的变化。利用AERONET提供的站点气溶胶光学厚度(AOD)数据分析了沙尘天气期间沙尘源区及影响区AOD随时间演变趋势及沙尘气溶胶对全球及区域的影响。研究表明：沙尘天气期间沙尘源区及影响区的AOD均有明显增加,出现1-3天的峰值区。连续沙尘天气会使影响区的AOD持续在0.5左右的较高值,沉降较慢；而沙尘源区会在短时间内恢复正常值。出现这种现象与源区的风场和沙尘气溶胶的粒径大小、沉降速度等密切相关。
闭建荣[8]2014年在《西北地区气溶胶特征及其直接辐射强迫的观测模拟研究》文中研究指明我国西北地区对流层中沙尘气溶胶含量丰富而且具有较大的时空分布特征,在长距离传输过程中可能与其他人为气溶胶迭加混合,使得该地区的气溶胶类型更为复杂,对区域气候和环境变化有重要影响。但由于受到先进探测技术的限制,缺乏详细、准确的西北地区气溶胶光学、吸收特性的数据集,使得这一地区气溶胶直接辐射强迫的研究工作进展不大,而区域模式中的输入参数具有较大的不确定性,不具有长期气候变化的代表意义。兰州大学半干旱气候变化创新团队以SACOL平台长期观测为基础,从2006年开始,在我国黄土高原半干旱地区开展了气溶胶光学、理化特征及其辐射特性的长期连续观测研究,并分别于2008年、2010年和2012年春季分别在景泰农田、张掖戈壁、民勤沙漠和敦煌戈壁站开展了多次沙尘气溶胶加强观测实验,以更加丰富我国西北干旱半干旱区气溶胶光学、吸收特性和理化特征的地面观测资料,进一步加深气溶胶对该地区辐射能量平衡和区域气候变化相对贡献的理解。通过多年的分析研究,得到以下主要结论：(1)除了敦煌站外,改进Langley方法更适合于我国西北地区大多站点的标定；而敦煌站Langley方法的定标结果也很理想；太阳光度计、天空辐射计和光栅光谱仪在我国西北地区各站点反演的气溶胶光学厚度(AOD)值比较一致,天空辐射计与光度计反演的粒子谱分布在粗模态下更接近,而前者反演的细模态谱分布比后者的偏小,反演的单次散射反照率(SSA)值均比后者的偏大；(2)西北地区不同站点气溶胶光学特性参数均表现出显着的日变化、月变化及季节变化特征,并且明显受到春季沙尘和冬季燃煤取暖排放的影响；秋季能更好地代表不同站点气溶胶浓度的背景水平。各站点气溶胶AOD与波长指数呈现出相反的变化趋势,而与柱总水汽含量(WVC)、相对湿度(RH)的相关关系不显着；全年均以粗模态粒子占主导,春、冬季节粗模态颗粒浓度明显占优,而夏、秋季节细模态粒子浓度与粗模态达到可比的量级,年平均的尺度谱分布均表现出相同的变化特征；在沙尘盛行的春季平均SSA值随波长的增加而表现出稍微增大的变化,而在其他非沙尘季节,平均SSA值随波长的增加而表现出减小的变化；(3)由于兰州市受到冬季燃煤取暖排放煤烟粒子、景泰农田站受春季秸秆燃烧排放的含碳物质、张掖站受人为活动与交通运输的影响,观测时段内,叁个站点气溶胶表现出较强的吸收能力,而其他站点的气溶胶粒子在可见光波段存在较弱的吸收,尤其是沙尘源区站的的吸收更弱：(4)利用2010年春季民勤站气溶胶光学参数、地面辐射等观测资料代入辐射传输模式中,得到了理想的辐射闭合实验结果；我国西北地区各站点气溶胶直接辐射强迫(ARF)值表现出显着的日变化、季节和年变化特征,而且一般在大气层项为较小的冷却作用,在地表面为中等强度的冷却,而对大气层内部为中等强度的加热效应；气溶胶AOD值直接决定了各处ARF绝对值的量级大小,即各站点ARFTOA、ARFSFC和ARFATM绝对值均随AOD的增加而呈现出明显增加的变化：气溶胶的SSA和折射指数的虚部(Rd)决定了ARFTOA的正负符号,对于西北地区固定的地表下垫面,当SSA500<0.85或RI500>0.015时,ARFTOA均为正值；兰州城市站、景泰农田站和张掖站在观测时段内的ARFTOA呈现出较小的正值,而其他站点的ARFTOA均为较小的负值；(5)SPRINTARS区域辐射传输模式基本不能较好地模拟黄土高原半干旱地区气溶胶关键光学参量的平均日变化特征,在夏、秋季节,区域模式模拟的AOD55o、α440-870、ARF值更接近实际观测结果,而在春、冬季的模拟偏差比较大；地面观测资料模拟的ARFTOA、ARFSFC和ARFATM总平均值分别是区域模式的1.1倍、2.5倍和4.2倍。这说明区域模式在黄土高原半干旱地区的模拟能力和精度有待提高,需要在这一地区开展长期、连续的有关地面气溶胶、云特性关键参量的观测,为区域模式输入提供更具代表性、更准确的气溶胶与大气污染物排放数据清单。
王玲, 李正强, 李东辉, 李凯涛, 田庆久[9]2012年在《基于遥感观测的折射指数光谱特性反演大气气溶胶中沙尘组分含量》文中指出矿物沙尘是气溶胶的重要化学组分,对气候和环境都有重要影响。本文基于2010年的北京AERONET站点的气溶胶产品资料,分析了复折射指数在440～1 020nm范围内的变化特性,发现实部(n)在各个波段的取值差异不大;而虚部(k)由于受到矿物沙尘吸收的影响从440到670nm呈现出明显下降的趋势。据此,将k(440nm)与其他波段的值分开考虑,增加了一维信息量,从而能将目前基于复折射指数反演气溶胶化学组成的叁组分模型(水、黑碳、硫酸铵)扩展为包含矿物沙尘的四组分模型,解决了以往在粗粒子较多时无法进行化学成分反演的难题。针对北京沙尘、灰霾、晴朗叁种典型天气进行了气溶胶中沙尘组分的反演试验,获得的体积比例分别为88%,37%和48%,与基于气溶胶粒子体积谱分布计算的粗粒子比例的相对大小具有很好的一致性。
许万智[10]2012年在《北京地区气溶胶光学特性与辐射效应的观测研究》文中进行了进一步梳理大气气溶胶在地气辐射收支和全球气候变化中扮演着重要的角色，气溶胶通过直接和间接辐射效应改变了地气系统的辐射平衡。气溶胶单次散射反照率（SSA）是气溶胶重要的光学特性之一，它与气溶胶的光学厚度和谱分布等参数共同决定了气溶胶的辐射效应。北京地区近年来人口和机动车数量持续增加，城市化迅速发展，人为源排放大量增多，研究该地区的气溶胶光学特性不仅是了解气溶胶性质本身的需要，而且为后续进行的辐射效应研究奠定了基础。2010年10月至11月，在北京理工大学联合使用了观测的气溶胶光学厚度和地表接收的太阳辐射通量反演了大气气溶胶SSA，并分析了影响SSA日变化的因素。为进一步了解北京城区气溶胶的粒径分布特征，利用TSI空气动力学粒径仪观测了粒径在0.5μm至20μm的气溶胶的质谱分布，分析了气象要素对质谱分布变化的影响。此外，结合辐射传输模式计算了北京的气溶胶直接辐射强迫，统计了日变化特征，并对可能影响辐射强迫变化的因素做出了分析和说明。最后对北京附近香河地区的SSA进行了反演和分析。主要内容和结论包括：北京理工大学观测站反演的1295个样本中，440nm平均值为是0.893，标准偏差为0.053，与AERONET站点（中科院大气物理所）反演的结果平均偏差在0.030左右。在观测期间，SSA呈现了明显的日变化特征。在研究的7时至17时中，早8时与晚5时的SSA明显低于午间，这主要是受到早晚交通高峰期间的汽车尾气中黑碳气溶胶排放的影响。此外，相对湿度对SSA的变化有较大影响，北京地区有机与无机组分共同影响了SSA的变化，SSA随相对湿度增加而增大，在霾天气下，SSA有明显的增加。在不同天气条件下，气溶胶的质谱分布特征呈现明显差异，而这些差异与天气形势和气团运动直接相关。当北京主要受到来自北部和西北气团影响时，气溶胶浓度低，峰值出现在粗粒径段；当气团移动缓慢，风力较小时，城市本身污染形成堆积，0.52μm的细粒子和在5.50μm附近的粗粒子出现峰值；当受到西南和南向气团影响时，细粒子附近出现高峰。北京吸湿性盐在粒子组成中占有重要比例，相对湿度和风速风向的变化对质谱分布及谱值变化产生了重要影响。实验期间的辐射强迫的平均日变化特征明显，地表辐射强迫在午间附近13时达到最大（-127.21wm-2），早晚为午间的1/2左右。大气层顶和大气层也呈现出类似的变化趋势，午间的气溶胶辐射强迫对全天辐射强迫的估计具有重要贡献。此外，2010年10月7日，11月15和17日呈现的典型的辐射强迫差异表明，与气团运动相关的高光学厚度是引起气溶胶辐射强迫增加的重要因素，同时，SSA的变化对地表辐射和大气层顶辐射的比值（Fs）有重要的影响，两者反相关性显着。香河地区2005年至2008年的SSA的日变化特征与北京呈现明显差异。与北京相比，香河更高的臭氧浓度增强了硫酸盐等的转化，午后出现高峰。同时，香河地区SSA的季节变化明显，春季最低，在0.908左右，夏季最高，约为0.926。四季中，SSA与光学厚度呈明显的正相关，冬季相关较弱。香河气溶胶受气团运动影响显着，SSA与相应的谱分布随气团运动方向变化呈现了不同的特征。
参考文献：
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[3]. 沙尘天气中气溶胶光学特性的时空分布特征[J]. 沈建国, 李嘉鹏, 牛生杰, 姜学恭. 中国沙漠. 2007
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[5]. 基于小波分析的激光雷达信号消噪和气溶胶粒子谱反演算法研究[D]. 秦学珍. 北方民族大学. 2017
[6]. 西北半干旱区大气可降水量和气溶胶光学特性的反演与分析[D]. 李霞. 兰州大学. 2012
[7]. 利用激光雷达观测资料研究沙尘气溶胶及其影响[D]. 李崇. 南京信息工程大学. 2011
[8]. 西北地区气溶胶特征及其直接辐射强迫的观测模拟研究[D]. 闭建荣. 兰州大学. 2014
[9]. 基于遥感观测的折射指数光谱特性反演大气气溶胶中沙尘组分含量[J]. 王玲, 李正强, 李东辉, 李凯涛, 田庆久. 光谱学与光谱分析. 2012
[10]. 北京地区气溶胶光学特性与辐射效应的观测研究[D]. 许万智. 中国气象科学研究院. 2012