我国华东、中南地区地面太阳辐射变化规律及其原因分析

摘要

到达地表的太阳辐射，是全球变化的一个重要信号，是大气环境优劣的重要指标，了解其变化规律和原因，对认识大气环境和全球变化有特别意义。本文基于统计方法、辐射传输模型和局部实验(郑州、南京)，研究我国华东、中南地区地面太阳辐射变化规律，探寻水汽、气溶胶、云等因子对地面太阳辐射的影响，从而为该地区大气环境变化分析提供理论依据。主要结论如下： 观测资料显示，1960-1989年我国华、中南地区地面太阳总辐射呈下降趋势(-10.76W/q[m2·10yr)，在20世纪80年代末地面太阳总辐射变化发生逆转，1989-1995年地面太阳总辐射呈上升趋势(32.70W/(ms·10yr)，但在1995年后上升趋势并没有持续，地面太阳总辐射变化趋于缓和(0.58W/(m2·10yr))。分析原因，我国华东、中南地区云量由“峰”入“谷”，下降由“快”变“慢”，可能是该区域地面太阳辐射由“暗”变“亮”，再由“亮”变“缓”的一个重要原因。 模型模拟显示，20世纪80年代到21世纪初，我国华东、中南地区晴空由于大气水汽增加，到达地面太阳辐射减少0.55 W/m2；气溶胶光学厚度呈上升趋势(8.8％)，但上升趋势减缓，部分区域空气质量改善，气溶胶对地面太阳辐射的减弱作用，并没有持续过去20年迅速增加趋势，地面辐射强迫(绝对值)变化趋于缓和(乡村0.22W/m2、城市0.29W/m2)，某些区域甚至出现下降，导致部分站点地面太阳辐射由“暗”变“亮”。 局部实验显示：郑州地区2007年2-9月AOD670nm为0.76±0.20，季节变化夏季最高，秋冬次之，春季最低；地面辐射强迫为-59.26±10.49 W/m2，大气顶辐射强迫(TOA)均值-6.34±5.53 W/m2，使地球降温；南京地区2007年9月-2008年8月AOD500nm为0.64±0.10，波长指数为1.19±0.13。AOD季节变化夏季最高，冬季最低，混浊系数为0.29±0.06，空气质量需要重视。

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第一章绪论

1.1国内外研究进展

1.1.1 地面太阳总辐射变化及其影响因素

1.1.2 大气气溶胶辐射效应的研究

1.2 本文研究的目的和意义

第二章资料和方法

2.1研究范围和资料说明

2.1.1地面太阳辐射资料说明

2.1.2 AOD资料说明

2.2方法处理

2.2.1邱金桓改进的Elterman模式

2.2.2 SBDART模式介绍

2.2.3晴空气溶胶辐射强迫的计算

2.2.4郑州地区仪器使用和方法

2.2.5南京地区外场观测

第三章我国华东、中南地区地面太阳辐射变化规律研究

3.1我国华东、中南地区地面太阳总辐射的变化规律

3.2我国华东、中南地区散射辐射、水平面直接辐射变化规律

3.3本章小结

第四章我国华东、中南地区地面太阳辐射变化原因分析

4.1我国华东、中南地区地面太阳辐射变化原因初探

4.2我国华东、中南地区气溶胶直接辐射效应研究

4.2.1气溶胶直接辐射强迫的影响因素

4.2.2我国近20年气溶胶光学厚度的分布和变化趋势

4.2.3晴空我国华东、中南地区气溶胶直接辐射强迫估算

4.3局部观测：郑州、南京地区

4.3.1郑州地区的外场观测

4.3.2南京地区的外场观测

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1本文研究的主要内容和主要结论

5.2研究主要特色

5.3研究存在不足

5.4展望

参考文献：

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