中國(guó)地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性研究.pdf

1、我國(guó)氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)和太陽(yáng)輻射長(zhǎng)期以來(lái)的分布與變化特征，以及如何從寬帶太陽(yáng)輻射反演氣溶膠光學(xué)厚度是本文的研究重點(diǎn)。目前，我國(guó)氣溶膠光學(xué)厚度的長(zhǎng)期資料仍然相對(duì)缺乏，這使得至今對(duì)我國(guó)氣溶膠光學(xué)厚度近幾十年的分布與變化仍然不是很清楚?；谶@些問(wèn)題，本文針對(duì)我國(guó)常規(guī)輻射觀測(cè)站探測(cè)的太陽(yáng)總輻射和散射輻射歷史資料建立了一個(gè)氣溶膠光學(xué)厚度的反演方法，利用該方法反演獲得了我國(guó)50多個(gè)臺(tái)站1961～1990年的氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)這些光學(xué)厚

2、度數(shù)據(jù)和太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)的分析研究，主要得到以下一些結(jié)論： 本文首先建立了一個(gè)總輻射準(zhǔn)確度的評(píng)估方法，并采用所反演的太陽(yáng)常數(shù)(E0,p)對(duì)WRR的偏差來(lái)評(píng)估該準(zhǔn)確度，進(jìn)而應(yīng)用這一方法對(duì)北京等7個(gè)臺(tái)站2000-2004年的總輻射資料準(zhǔn)確度進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明，可用于評(píng)估的輻射資料越多，越有利于平滑氣溶膠、水汽含量和地表反照率的非系統(tǒng)(隨機(jī))誤差所引起的評(píng)估誤差，評(píng)估結(jié)果越合理。7個(gè)站的E0,p對(duì)WRR的最大偏差為7.33％，97.7

3、8％的E0,p值的偏差小于5％，總平均E0,p對(duì)WRR偏差只有-1.15％。因此，當(dāng)go>0.7時(shí)，這些臺(tái)站的晴天總輻射資料的不確定度估計(jì)為5％。 對(duì)我國(guó)50多個(gè)臺(tái)站近40年的太陽(yáng)輻射觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：196l～1990年全國(guó)平均總輻射、直接輻射年總量呈顯著下降，年下降值分別為-24.81、-21.67MJ·m-2，6～8月為下降最快的月份，11、12月下降最慢；散射輻射總體變化趨勢(shì)不顯著?？傒椛浜椭苯虞椛湓跂|部

4、下降較西部明顯，東北和西南地區(qū)下降不顯著；而散射輻射在東部站點(diǎn)呈增加的偏多，西部站點(diǎn)下降的偏多。90年代以來(lái)，總輻射年總量有增加趨勢(shì)，全國(guó)平均比80年代平均增加105.6 MJ·m-2。本文還利用一個(gè)基于總云量的晴空因子計(jì)算了晴空下太陽(yáng)輻射日曝輻量的變化，結(jié)果表明，1961～1990年間直接輻射下降趨勢(shì)快于總輻射，而散射輻射為顯著增加趨勢(shì)。 基于水平面太陽(yáng)直接輻射對(duì)氣溶膠的敏感性，本文建立了一個(gè)從總輻射和散射輻射日曝輻量反演氣

5、溶膠光學(xué)厚度的方法。對(duì)該方法的誤差分析表明：本文提出的“等效”瞬時(shí)太陽(yáng)天項(xiàng)角模型的不確定性引起的AOD反演誤差平均為3.66％；AOD日變化對(duì)單日反演結(jié)果有較大影響，對(duì)長(zhǎng)期結(jié)果的平均值影響不顯著；當(dāng)散射輻射的訂正誤差≤20％時(shí)，AOD反演偏差≤4％。與AERONET的對(duì)比驗(yàn)證表明：晴空下，兩者相關(guān)系數(shù)超過(guò)0.95，平均偏差約0.02；云甄別方法計(jì)算的多年平均AOD與AERONET產(chǎn)品較吻合，計(jì)算的北京站2002-2005年總平均AOD與

6、AERONET相差0.01。對(duì)本文方法反演的50多個(gè)臺(tái)站1961～1990年的0.75μm對(duì)流層AOD數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：我國(guó)AOD分布受地形影響顯著，存在四川盆地、南疆盆地高值區(qū)和青藏高原低值區(qū)，1961～1990年平均AOD四川盆地為0.649，南疆盆地為0.411，青藏高原為0.125。196l～1990年，四川盆地光學(xué)厚度增加最顯著，平均每十年增加0.16；南疆盆地光學(xué)厚度增長(zhǎng)相對(duì)緩慢，平均每十年增加0.03；青藏高原為

7、光學(xué)厚度增加最緩慢的地區(qū)，平均每十年增加0.01；全國(guó)平均AOD每十年增加0.05。全國(guó)平均AOD春季最高，夏季次之，冬季最??；氣溶膠光學(xué)厚度的低、高值區(qū)分別對(duì)應(yīng)于能見(jiàn)度的高、低值區(qū)，能見(jiàn)度的分布與光學(xué)厚度分布體現(xiàn)了較好的吻合，能見(jiàn)度在東經(jīng)105。以東站點(diǎn)主要為下降，以西站點(diǎn)多數(shù)為上升。 對(duì)北京等14個(gè)一級(jí)輻射站1961～2005年對(duì)流層.AOD、氣溶膠標(biāo)高和太陽(yáng)輻射的分析表明：其中11個(gè)站AOD顯著增長(zhǎng)，年增加值0.001～