黄渤海海域大气气溶胶粒子谱的观测及反演研究

摘要

本文利用激光气溶胶粒径谱仪随东方红2号科考船现场测量得到了冬季黄渤海上空的气溶胶粒子数密度，分析了2011年和2013年黄渤海气溶胶粒子数密度的平均分布、黄海气溶胶数密度的经向分布以及气象条件等的影响。同时利用MODIS光学厚度数据对大气柱气溶胶粒子数密度谱进行反演。本文中主要研究内容及结果如下:
　　1.渤海海域的直径在0.30～0.34μm和2～8μm范围内的大气气溶胶粒子数密度明显大于黄海;黄海海域气溶胶粒子数密度的经向分布有明显规律，主要呈低纬度到高纬度逐级升高;风速是大气气溶胶的重要成因之一，风速小于12m/s时，大气气溶胶粒子数密度随风速的增大而增大。大气气溶胶粒子浓度的日变化曲线，晴天时晚上的气溶胶粒子浓度较高，白天较低，且在凌晨O点达到同天最高值，中午时分到达最低值。
　　2.利用2013年MODIS的光学厚度(λ=470nm、550nm、660nm、860nm、1240nm、1630nm、2130nm)数据反演黄渤海大气柱气溶胶粒子数密度谱，并对反演结果进行评价。结果显示，当快变函数中参数v*取2.0时，反演谱的值偏离真值较大;当v*取4.0时，反演谱不光滑，反演值有跳动;并且当v*取这两个值时，反演中快变函数出现的负值较多，在任一0.1°×0.1°的反演区域，反演谱不容易得出。因此，v*取3反演结果更接近实际，是此反演算法的最优选择。
　　3.利用2010-2014五年的MODIS光学厚度数据反演得到大气气溶胶粒子谱，从而得到黄渤海海域大气气溶胶粒子数密度分布。分析了黄渤海海域的气溶胶粒子数密度季节性分布和区域性分布。结果表明:积聚模态的气溶胶粒子数密度比粗模态平均高出2-3个量级;两个模态的气溶胶在近海区域的值都高于远海区域;黄海海域近连云港处，积聚模态的气溶胶粒子数密度冬季最高，春秋次之，夏季最低，而粗模态的气溶胶粒子数密度在春冬两季偏高，夏秋偏低;对于渤海湾，积聚模态的气溶胶粒子数密度四季都较高，而粗模态的粒子数密度四季都较低。最后，在2010-2013年的气溶胶粒子数密度的年度分析中，结合积聚模态的高值位于黄海北部近渤海处、渤海以及黄海近连云港的近海范围内，且按年份来看，2010年的最高，2012年次之，2011年最低。粗模态的气溶胶数密度2011年较低，2011年与2012年较高，且2012年在黄海近连云港处出现近年来的最高点，到2013年又有降低。

目录

声明

摘要

1．前言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的结构和主要内容

2．数据介绍

2．1 实测数据

2．1．1 LAP321的数据采集

2．1．2 LAP321数据成果

2．2 MODIS数据介绍

3．黄渤海海域大气气溶胶粒子谱观测

3．1 相关概念

3．2 平均大气气溶胶粒子数密度谱

3．3 站点气溶胶粒子数密度谱

3．4 气溶胶粒子数密度的经向分布

3．5 气溶胶粒子数浓度的日变化

3．6 本章小结

4．黄渤海海域大气气溶胶粒子谱反演

4．1 反演方法

4．1．1 基本思路

4．1．2 求解方法

4．1．3 算法的经验评定

4．2 反演结果及分析

4．3 本章小结

5．基于MODIS数据反演气溶胶粒子数密度的应用

5．1 光学厚度分析

5．2 气溶胶粒子数密度反演结果的季节分析

5．3 气溶胶粒子数密度反演结果的年度分析

5．4 本章小结

6．结论

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文