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。

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%.

基于TUV模式的对流层光解速率影响因子的研究

应用TUV辐射传输模式进行了一系列的敏感性试验,以期确定影响对流层O3和NO2光解速率的关键性因子.结果表明,气溶胶的光学性质对光解速率的影响存在明显差异.在气溶胶光学厚度(AOD)一定的情况下,散射性越强,近地面光解速率越大;当AOD从0.5增加至2.5,J[O1D]和J[NO2]极大值分别下降30.3%和13.1%.光解速率对较小的云光学厚度的变化比较敏感.云对J[NO2]的影响存在明显的时间差异,在早晨和傍晚,J[NO2]的衰减可以达到12%,而午时,J[NO2]的衰减不足4%;在垂直方向上,云层的存在能够减小通过云层的光化辐射通量,有效降低云下光解速率,而云滴的后向散射特性能增大云上的光解速率.臭氧能够吸收300nm左右的紫外辐射,因而臭氧柱浓度变化对J[O1D]有显著的影响,臭氧柱浓度从200DU增加至400DU,J[O1D]极大值下降了53.1%,J[NO2]极大值仅降低了1.0%.同时发现,气溶胶和云相对位置的改变对光解速率的垂直分布有较大的影响,气溶胶在云上时,高层的光解速率明显增大,且气溶胶的散射性越强,光解速率的增幅越大;当吸收性气溶胶位于云上时,使得高层光化辐射通量大量衰减,此时云层对于光解速率的影响比较微弱.