中國地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性研究.pdf

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

2、度數(shù)據(jù)和太陽輻射數(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總輻射準(zhǔn)確度的評估方法，并采用所反演的太陽常數(shù)(E0,p)對WRR的偏差來評估該準(zhǔn)確度，進(jìn)而應(yīng)用這一方法對北京等7個臺站2000-2004年的總輻射資料準(zhǔn)確度進(jìn)行了評估。結(jié)果表明，可用于評估的輻射資料越多，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))誤差所引起的評估誤差，評估結(jié)果越合理。7個站的E0,p對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WRR偏差只有-1.15％。因此，當(dāng)go>0.7時，這些臺站的晴天總輻射資料的不確定度估計為5％。 對我國50多個臺站近40年的太陽輻射觀測資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：196l～1990年全國平均總輻射、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，總輻射年總量有增加趨勢，全國平均比80年代平均增加105.6 MJ·m-2。本文還利用一個基于總云量的晴空因子計算了晴空下太陽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快于總輻射，而散射輻射為顯著增加趨勢。 基于水平面太陽直接輻射對氣溶膠的敏感性，本文建立了一個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。對該方法的誤差分析表明：本文提出的“等效”瞬時太陽天項角模型的不確定性引起的AOD反演誤差平均為3.66％；AOD日變化對單日反演結(jié)果有較大影響，對長期結(jié)果的平均值影響不顯著；當(dāng)散射輻射的訂正誤差≤20％時，AOD反演偏差≤4％。與AERONET的對比驗(yàn)證表明：晴空下，兩者相關(guān)系數(shù)超過0.95，平均偏差約0.02；云甄別方法計算的多年平均AOD與AERONET產(chǎn)品較吻合，計算的北京站2002-2005年總平均AOD與

6、AERONET相差0.01。對本文方法反演的50多個臺站1961～1990年的0.75μm對流層AOD數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：我國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)厚度增長相對緩慢，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；全國平均AOD每十年增加0.05。全國平均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)分別對應(yīng)于能見度的高、低值區(qū)，能見度的分布與光學(xué)厚度分布體現(xiàn)了較好的吻合，能見度在東經(jīng)105。以東站點(diǎn)主要為下降，以西站點(diǎn)多數(shù)為上升。 對北京等14個一級輻射站1961～2005年對流層.AOD、氣溶膠標(biāo)高和太陽輻射的分析表明：其中11個站AOD顯著增長，年增加值0.001～