中国3个典型城市气溶胶光学厚度地基观测及其MODIS气溶胶产品精度分析

利用中国太阳分光观测网的观测资料结合MODIS(中分辨率成像光谱仪)的气溶胶产品分析了北京、兰州、上海3个典型区域城市的气溶胶光学特性。结果表明:北京AOD(气溶胶光学厚度)年平均为0.41±0.35,春夏高,秋冬低,Angstrm波长指数α年平均为1.40±0.85表现为细模态粒子,MODIS的光学厚度为0.52±0.39与地面观测相关系数为0.91,存在系统性高估;兰州AOD年平均为0.55±0.21,夏季最低,秋冬较高,α年平均为0.95±0.20表现为粗模态粒子,MODIS光学厚度为0.43±0.21与地面观测相关系数仅为0.07,存在系统性低估;上海AOD年平均为0.55±0.21,无明显季节变化,α平均为1.03±0.25,MODIS光学厚度为0.74±0.30与地面观测相关系数为0.75,存在系统性高估。城市地理位置和复杂地表等原因造成反照率的不确定,MODIS气溶胶产品在这3个城市的反演效果仍有很大提升空间。

利用MODIS和MISR资料对APEC会议期间气溶胶时空分布特征的分析

利用卫星遥感的MODIS和MISR数据,对比分析了2014年亚太经合组织(APEC)会议期间(11月3日~12日)及其前后一个月的气溶胶时空分布特征。分析发现APEC会议期间的气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)相比APEC会议前期,在京津冀地区有明显减小,MODIS(MISR)数据显示在京津冀地区AOD减小了38.7%(36.4%),在北京地区减小更多,减小了64.6%(39.9%)。Angstrm指数在京津冀地区的廊坊、保定、衡水等大部分城市,APEC会议期间的Angstrm指数相对前期较小,说明其在APEC会议期间气溶胶粒子的有效半径相对较大。APEC会议期间的细模态气溶胶光学厚度相比APEC会议前期也有所减小,且在北京地区细模态气溶胶光学厚度的下降幅度要大于粗模态气溶胶的下降幅度。

太阳光度计定标方法和西安地区气溶胶光学特征的研究

利用西安理工大学2015~2018年的太阳光度计观测资料,在传统Langley法定标的基础上,利用期望平均法和拟合平均法获得了更为稳定的仪器定标系数,分析了西安地区气溶胶光学厚度和Angström波长指数的变化特征。研究结果表明:(1)仅用Langley法对仪器进行定标带来的误差较大,引入期望平均法与拟合平均法后,得到的仪器定标值更合理,有效解决了Langley法定标值波动较大的问题;(2)西安地区气溶胶光学厚度日变化呈现5种特征:平稳型、上升型、下降型、凹型和凸型,其中平缓型出现频率最低(3.55%),凸型出现频率最高(34.25%);(3)500 nm气溶胶光学厚度季节均值为0.60±0.36,0.59±0.33,0.62±0.40,0.68±0.36,呈春夏低、秋冬高的季节变化趋势。Angström波长指数季节均值在夏季最大(1.06±0.33),春季最小(0.81±0.32)。

中国部分典型地区气溶胶光学特性观测

利用DTF型太阳光度计在我国几个典型城市地区较长期观测得到的资料,分析了不同地区气溶胶光学厚度日变化和季节变化特征,得到了各地区观测期间日均值、月均值和季节值的变化。结果显示,观测期间丽江地区气溶胶光学厚度最小,大气较洁净,大气中以细粒子为主;其次是张北;喀什和合肥地区气溶胶光学厚度都较大,但喀什、张北多以粗粒子为主,合肥多以细粒子为主。各地区都在春季气溶胶光学厚度较大,冬季最小。喀什的气溶胶光学厚度值多集中在0.15到0.7之间,张北多集中在0.08到0.4之间,合肥多集中在0.2到0.75之间,丽江多集中在0.01到0.1之间。各地区气溶胶光学厚度和ngstrm波长指数频率分布基本呈高斯分布,气溶胶光学厚度峰值分布由高到低依次为合肥、喀什、张北、丽江,ngstrm波长指数由高到低依次为丽江、合肥、张北、喀什。

青海德令哈大气气溶胶光学特征及可降水量分析

大气中气溶胶光学厚度和可降水量情况为天文选址提供必不可少的评价依据,为天文观测提供重要参考。利用DTF型太阳辐射计对青海德令哈进行观测,获得2013年9月至2015年1月晴天无云条件下的观测结果,进而得到该地区观测期间气溶胶光学厚度、Angstrm指数和大气可降水量的日变化与季节变化特征。该地区的气溶胶光学厚度和可降水量日变化类型较多,可分为六种,有一定的季节性特征.不同季节中,秋季气溶胶光学厚度最小,其他季节相当,而可降水量在夏季最大,明显高于其他季节.Angstrm指数春季最小,夏季和秋季次之,冬季最大。总体来说青海德令哈的气溶胶光学厚度和可降水量都较小,大气较干净稳定,适合天文观测.

新疆地区气溶胶变化对降水和植被的影响分析

为了解新疆地区气溶胶对降水和植被的影响,分析了2003―2019年该地区气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)和Angström波长指数(AE)的时间变化趋势,并从月尺度上探讨了气溶胶对降水和植被的影响及滞后反应.结果表明:研究期新疆地区的AOD和AE总体均呈下降趋势,其中AOD在2003―2012年间呈上升趋势、2013―2019年呈下降趋势.季节上,AOD在春季最高、秋季最低,而AE与之相反.根据AOD与AE的关系,确定了沙尘气溶胶是春季的主要类型,而全年以大陆清洁型气溶胶为主,混合型气溶胶次之.气溶胶对当前月降水和植被的影响呈负相关,且气溶胶对植被的影响大于气溶胶对降水的影响.而时滞分析表明气溶胶的变化对植被明显存在1-3个月的时滞效应.

基于地基遥感的杭州地区气溶胶光学特性

利用2012年杭州、桐庐、建德、淳安CE-318太阳光度计的观测资料,反演获得了气溶胶光学厚度(AOD)、?ngstr?m波长指数(AE)、单次散射反照率(SSA)和气溶胶粒子谱(ASD)等参数,分析了杭州地区气溶胶光学特性的变化规律.结果表明,2012年杭州、桐庐、建德、淳安AOD_(440nm)年均值分别为0. 94±0. 16、0. 84±0. 17、0. 82±0. 22、0. 71±0. 20,呈现出自东北向西南逐渐下降的变化趋势,是长三角地区AOD高值地区之一. AE_(440-870nm)年均值分别为1. 24±0. 12、1. 19±0. 17、1. 06±0. 04、1. 04±0. 10,表明杭州地区以半径较小的气溶胶粒子为主控模态. 3～4月AE相对偏低与来自北方的沙尘粒子远距离输送有关.除淳安外,杭州、桐庐和建德AOD有明显的日变化特征.不同地区细模态粒子峰值半径春季、秋季和冬季均在0. 15μm左右,由于气溶胶粒子的吸湿增加导致夏季细模态粒子的峰值半径在0. 25μm左右;粗模态粒子峰值半径夏季、秋季和冬季均在2. 94μm左右,高于春季(1. 7～2. 2μm). SSA_(440nm)年均值分别为0. 91±0. 01、0. 92±0. 03、0. 92±0. 02、0. 93±0. 02,说明杭州地区气溶胶粒子为中等强度吸收性气溶胶.对气溶胶类型进行分类表明,杭州以生物质燃烧/城市工业型为主,而桐庐、建德和淳安以混合型为主.