基于TUV模式的银川光化辐射通量特征及其影响因子

利用TUV模式计算分析了银川光化辐射通量变化特征,探讨了云、气溶胶、臭氧柱浓度、NO_(2)柱浓度等因子对银川光化辐射通量的影响。结果表明:2019年7—9月银川月平均光化辐射通量分别为6.5E+16光子数·cm^(-2)·s^(-1)、5.6E+16光子数·cm^(-2)·s^(-1)和4.7E+16光子数·cm^(-2)·s^(-1),日最大值出现在13:00;波长小于325 nm时,光化辐射通量随波长增加缓慢上升,波长在325—480 nm之间时,光化辐射通量迅速升高,波长大于480 nm时,光化辐射通量随波长增加变化较小,此特征在中午前后较早晚表现更明显;云光学厚度和气溶胶光学厚度对光化辐射通量的衰减作用具有明显的“U”型日变化特征,比较而言,气溶胶光学厚度对光化辐射通量衰减作用的“U”型波形更为宽广;光化辐射通量衰减率对较低的云光学厚度的变化更敏感;光化辐射通量随气溶胶光学厚度增加而减小的变率要比随云光学厚度增加而减小的变率小;光化辐射通量对单次散射反照比大于0.6的强散射性气溶胶的变化更敏感,且气溶胶光学厚度越大,此特性整体表现越明显;波长指数对光化辐射通量的影响相对较小。

银川紫外辐射特征及TUV模式适用性研究

利用2013-2019年银川紫外观测数据,分析了银川紫外辐射变化特征,基于TUV模式,结合云光学厚度、云顶高度、气溶胶光学厚度、单次散射反照比、波长指数、臭氧柱浓度和NO2柱浓度等遥感资料,研究了TUV模式在银川紫外辐射模拟中的适用性.结果表明,银川多年年平均紫外辐照度为8.7 W·m^(-2),7月最高为17.7 W·m^(-2),1月最低为3.1 W·m^(-2),13:00前后达到日最大值;不同参数输入方案下TUV对银川紫外辐照度随时间变化趋势的把握能力均较好,但平均值和标准差都普遍存在高估现象,2-5月TUV模拟效果最差,1月和6-10月模拟效果较好,11和12月模拟效果最好;模拟层数的增加不能有效提高模拟精度,改善TUV模拟效果;TUV模式模拟误差随着云光学厚度、相对湿度的减小及臭氧柱浓度、云顶高度的增加而增大;TUV对日照时数小于10 h时的紫外辐照度的模拟效果较日照时数大于10 h时好;PM10浓度为0~50μg·m^(-3)时TUV模拟均方根误差最小.

广州地区紫外辐射特征和模式对比分析

根据中国气象局广州热带海洋气象研究所的紫外观测数据，研究了广州的紫外辐射季节变化，结果表明，2005年和2006年广州各月份紫外辐射强度的极值的最大值都出现在7月，2006年的达到了55．48W／m2，极值的最小值也都出现在1月，2005年最小只有23．17W／m2,利用NCAR（美国大气研究中心）的TUV模式，模拟研究了2005年11月16-29日一次从清洁到灰霾过程的典型个例，模拟的结果与实际观测基本一致，模式研究表明，在污染较轻时，TUV模式能够很好的模拟晴天紫外辐射的日变化，模式与实测之间有约7％-05％的误差．随着污染的加剧，模式的偏差也变大．气溶胶对紫外辐射的影响相当大，在气溶胶污染严重时可使紫外辐射降低40％，气溶胶对紫外辐射的短波谱也有较大的影响，随着污染的加重，对紫外辐射的短波衰减会加强。

南极中山站太阳紫外辐射测值比较

比较分析了2017年南极中山站3种仪器测量地面太阳紫外B(UVB)波段和紫外A(UVA)波段的辐照度。以Brewer光谱仪测值为参考,国产宽波段FSUVB日射表在UVB(波段280~315 nm)的辐照度相对误差为(55±75)%,误差随大气臭氧总量的增加呈上升趋势,但在南极"臭氧洞"期间偏低。Yankee UVB宽波段日射表在UVB(波段280~320 nm)的辐照度相对误差为(-31±22)%;国产宽波段FSUVA日射表在UVA(波段315~400 nm)的辐照度相对误差为(23±5.9)%。太阳天顶角低于80°的晴天以Tropospheric Ultraviolet Visible(TUV)辐射模式计算结果为参考时,FSUVB,Yankee UVB和FSUVA辐照度的平均相对误差分别为(30±37)%,(-22±19)%和(27±6.4)%,而Brewer相对误差未超过3.5%。国产宽波段UV日射表测值偏高,反映出波长较长的杂散光对太阳辐照度测值影响明显。

南京北郊地区黑碳气溶胶对光解系数的影响

采用2018年6月以及2017年10月南京黑碳气溶胶(BC)垂直观测数据和Mie散射理论计算BC光学厚度(AODBC),并将结果输入TUV辐射传输模型,探讨BC对光解系数J[O1D]和J[NO2]日变化及垂直变化的影响.结果表明,在地面,J[O1D]和J[NO2]日变化均呈单峰型分布,峰值在正午12:00,但BC对J[O1D]和J[NO2]的衰减作用正午时最小,在6:00和18:00左右较大,最大分别可达?13.7%和?19.0%.AODBC与光解系数呈非线性负相关,BC对光解系数的衰减能力随着AODBC增大而下降.当天顶角为0?时,光解系数对AODBC的变化最敏感.在边界层0~1km内,光解系数与高度呈线性正相关,这与紫外辐射密切相关,J[O1D]和J[NO2]在垂直高度上与紫外辐射的相关系数R均高达0.99.BC对光解系数的衰减程度随高度下降而增大,但幅度较小,距平的最大值仅0.1%.