南京地区气溶胶反演及气溶胶含量的影响因素分析

摘要

本文主要利用瑞利-拉曼-米激光雷达观测数据来分析气溶胶反演的影响因素，该仪器位于南京信息工程大学学校内部。利用2014年3月1日到2015年2月28日南京市九个国控点环境监测PM10、PM25逐时逐日质量浓度监测资料，分析气溶胶质量浓度的影响因素，得出如下结论: (1)对信号背景去噪和再处理，结果表明:背景噪声取10km以上信号的平均值作为背景噪声比取最小值作为背景噪声信号强度更接近原始信号;利用十一点平滑、五点三次平滑、小波去噪进行数据再处理发现，十一点平滑效果最好、五点三次平滑次之; (2)分别利用Klett方法中的参数k和σm、Fernald方法中的参数Sa以及系统重叠因子分析反演结果精确度的影响因素，研究结果表明:参数k在0.67～1.0之间取值，k值变化会影响消光系数的峰值，随着k值增大，波峰增大，但不改变消光系数整体变化趋势;利用Klett方法反演，当参考高度处消光系数σm取固定值1.0×10-5附近时，随着σm的增大，消光系数曲线峰值变大，但整体趋势不变;利用Fernald方法反演，在20～70之间取值，随着激光雷达比Sa的取值变化，气溶胶消光系数也随之变化，但在此范围内的取值对反演结果整体影响不大，从局部放大图中可以看出，在取值范围内，随着激光雷达比取值的增大，反演得到的消光系数值会降低;系统重叠因子对于近地面气溶胶反演结果影响很大，对未经过订正的信号反演会发现，越靠近地面，消光系数值越低，而订正的消光系数曲线随着高度接近地面而增大; (3)对南京地区气溶胶含量的影响因素进行分析发现:温度升高，PM10质量浓度降低，相对湿度增大，PM10质量浓度降低;通过雨水作用可大大减少PM10、PM2.5质量浓度，并且降水主要是清除可吸入颗粒物中的粗颗粒，而对细颗粒的影响较小;风速越大，PM10、PM25质量浓度降低的越快;南京市北方输送的气团最为洁净，南方输送的气团颗粒物含量最多，所以吹偏南风的时候颗粒物的含量会增多;SO2、NO2质量浓度与PM10、PM25质量浓度相关性较强，SO2、 NO2质量浓度越大，气溶胶的质量浓度也会越大。相比较气象要素对气溶胶含量的影响而言，SO2、NO2的含量对气溶胶含量的影响更大。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1大气气溶胶的研究背景与研究意义

1．1．1气溶胶的定义和分类

1．1．2气溶胶对气候及环境的影响

1．1．3气溶胶的研究意义

1．2国内外研究进展

1．2．1基于激光雷达遥感气溶胶

1．2．2地面气溶胶监测

1．3本文研究目标与内容

1．3．1研究目标

1．3．2论文的组织结构

第二章研究区域介绍及数据处理

2．1研究区域概况

2．2数据资料来源介绍

2．3研究仪器介绍及米散射激光雷达方程求解

2．3．1研究仪器介绍

2．3．2米散射激光雷达方程求解

2．4地面监测资料数据处理

第三章影响南京北郊气溶胶反演精度的因素

3．1信号去噪方法的选取

3．1．1背景去噪方法的选取

3．1．2数据再处理方法的选取

3．2 Klett反演方法中参数的选取

3．2．1波长指数k的选取

3．2．2边界值σm的选取

3．3 Fernald反演方法中激光雷达比Sα的选取

3．4系统重叠因子

3．5本章小结

第四章影响南京地区气溶胶质量浓度的因素

4．1南京地区气溶胶的时空分布

4．1．1气溶胶的时间分布

4．1．2气溶胶的空间分布

4．2气象要素对气溶胶质量浓度的影响

4．2．1温度对气溶胶质量浓度的影响

4．2．2相对湿度对气溶胶质量浓度的影响

4．2．3降水量对气溶胶质量浓度的影响

4．2．4风速对气溶胶质量浓度的影响

4．3 SO2和NO2的对质量浓度的影响

4．4本章小结

第五章总结与展望

5．1总结

5．1．1工作总结

5．1．2成果总结

5．2创新点

5．3不足与展望

参考文献

致谢

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