一、考虑湿度影响的城市气溶胶粒子白天温度效应(论文文献综述)
彭玥[1](2021)在《GRAPES_CUACE雾—霾预报模式关键物理过程的数值模拟和优化改进》文中指出大气化学模式是雾-霾预报、预警的最重要工具,准确、及时的雾-霾数值预报高度依赖于模式对关键大气物理-化学过程的合理、精确描述。本文基于大气-化学在线、双向耦合模式GRAPES_CUACE,结合多源观测数据和天气学分析,研究了重度雾-霾中气象要素与气溶胶的演变特征、近地层湍流通量输送方案、大气边界层方案以及边界层-气溶胶-辐射相互作用等关键物理过程对雾-霾数值预报的影响,深入分析了相对湿度和PM2.5浓度对重度雾-霾过程中低和极低能见度的相对贡献;在此研究基础上,完成了新近地层方案在模式中的耦合、建立了基于IMPROVE能见度参数化方案的改进方法。主要研究结论如下:雾-霾污染阶段,PM2.5浓度的显着增加常伴随着高相对湿度、低能见度同时发生。低相对湿度条件下,气溶胶消光是能见度降低的主要原因,其随着PM2.5浓度的增加呈现明显的指数下降;在高相对湿度条件下,能见度的继续降低依赖于气溶胶及其吸湿增长所导致的大气消光;当水汽达到近饱和状态时,雾滴的直接消光对能见度的进一步降低具有重要贡献。与雾-霾发生前相比,雾-霾期间近地层散射辐射曝辐量明显增加、到达地面的总辐射曝辐量明显减少,表明了雾-霾对大气消光以及近地层辐射过程的重要影响。在模式原IMPROVE方程气溶胶及其吸湿增长消光计算基础上,加入了雾滴直接消光系数的计算,使得计算能见度的大气消光系数由气溶胶消光(包括其吸湿增长的影响)和雾滴消光两部分共同组成。模拟结果表明,与原能见度方案相比,新方案使得京津冀月平均能见度模拟误差整体减小约50%,特别对重度雾-霾污染事件中低能见度预报系统性高估的问题有明显改善,其模拟误差减小65%-88%。新引入的Li近地层方案在低浓度PM2.5模拟上与原有MM5方案接近,雾-霾污染过程中,两方案差异随PM2.5浓度增加而增大,重污染下,Li方案模拟PM2.5浓度更加接近观测值,表明Li方案在描述大气由不稳定向稳定过渡阶段的地气交换过程更有优势。利用不包含气溶胶辐射反馈(ARF)单向模式的MRF、YSU和MYJ边界层方案模拟结果表明,整体上,YSU方案最好,MYJ最差,MRF居中,但3种边界层方案对模式雾-霾模拟效果的影响不是非常显着。包含ARF的双向GRAPES_CUACE模式3种边界层方案模拟结果均表明,雾-霾发生时,气溶胶大幅减少了到达地表的短波辐射,造成近地面降温、中高层增温、大气逆温明显增强,模式模拟PM2.5浓度明显增加且更接近实际观测,说明ARF的在线计算对重度雾-霾中PM2.5浓度峰值的模拟具有重要作用。进一步研究表明,当PM2.5浓度高于某一临界值(本文中约为150μg m-3,根据不同模式、不同云和天气条件会有所区别)时,ARF才会对模拟产生明显影响。该结果表明ARF存在一定限制条件,即当PM2.5浓度过低时,ARF并不能有效改善模式误差,这也保证了ARF在改善重污染PM2.5浓度模拟偏低的同时不会导致清洁或轻污染条件下PM2.5模拟过高。值得研究的是,尽管单向模式3种边界层方案对PM2.5的模拟影响并不显着,双向模式3种边界层方案的模拟结果显示了ARF对边界层方案的高度依赖性:MRF和YSU方案在各气象要素模拟上对ARF的响应强于MYJ方案,且这一差别随PM2.5浓度增加而显着增大。重污染发生时,MRF和YSU方案由ARF引起的PM2.5增量是MYJ方案的2倍,模式结果也更加接近观测值,揭示了气溶胶-辐射-边界层相互作用机制的复杂性。
沈文超[2](2017)在《长三角地区城市大气中有机胺的测定及浓度水平研究》文中指出分别在2014年8月、2015年11月到2016年5月几个时间段测量了中国东部长三角地区的城市气溶胶中低分子量脂肪胺(甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺)的含量。在检验了采样膜上的空气吸附之后,我们量化了甲胺、二甲胺和乙胺三种有机胺的浓度。这三种有机胺在56 nm-1μm粒径段上的粒径呈单峰分布。其在PM2.5颗粒物中的浓度分别为5.7±3.2 ng/m3、7.9±5.4 ng/m3和20.3±16.6 ng/m3,并且在白天和天气较为温暖的时候浓度会偏高。在新粒子增长的天数里,有机胺会更多地被56 nm以上的颗粒物所摄取。PM2.5中每种有机胺与铵盐的比值都在10-4到10-3之间。有机胺在56 nm粒径以上颗粒物中对于酸根的中和能力远不及铵根离子。在长三角地区城市气溶胶中,硝酸根与硫酸根的摩尔比约为3,而且有机胺与硝酸根有着更好的相关性,说明了有机胺盐更多是以硝酸盐的形式存在。由于煤炭燃烧产生的颗粒物在中国是最大的颗粒物贡献源,因此在测量了煤炭燃烧和生物质燃烧直接排放的颗粒物中的有机胺的含量后认为煤炭燃烧是中国地区有机胺的一个重要来源。
孙凯[3](2016)在《长三角一次严重灰霾过程的成因及辐射效应研究》文中提出长江三角洲地区是我国灰霾污染较为严重的地区之一,近几年频发的灰霾事件严重影响了居民的口常生活和身体健康也引起了社会的极大关注,为研究大范围重度灰霾的形成机理,本文使用WRF-Chem模式对2013年12月初长三角一次严重灰霾事件进行了模拟,并分析其物理及化学方面的成因和灰霾的气溶胶辐射效应,得到的主要结论如下:(1)此次灰霾过程中天气形势较为稳定,PM2.5浓度一度达到了400μg/m3以上,相对湿度达到了80%以上,能见度则降至900m以下。污染期间,弱西北和西南风(<3m/s)控制了长三角地区,阻止了清洁的海洋空气到达大陆使得污染物得到稀释和扩散。区域平均结果表明PM2.5质量浓度峰值与低风速和低边界层高度出现的时刻对应较好,PM2.5/PM10比例最高达到了0.89表明细颗粒物占了主导。(2)从空气质量良好时期到严重污染时期,阶段平均通风系数(VC)下降明显(从3000m2/s以上到1500m2/s以下),2008-2012年长三角地区五年平均VC为2119m2/s。南京、苏州、上海和常州的PM2.5质量浓度和VC时间变化展现出明显负相关。PM2.5传输通量分析表明区域A(长三角西北区域)和区域B(长三角中心区域)主要作为污染源向周围输送污染物,且区域B的输送作用比区域A强:两个区域的输送量在污染期都急剧减少。垂直扩散条件分析:污染期南京PM2.5浓度垂直廓线表明白天高浓度区(>125μg/m3)由于边界层高度的抬升延伸到了1km高度,在夜间则被相应高度的强逆温层限制在了200m以下,然而在空气质量良好的时期逆温层依旧存在。本研究认为弱的水平扩散能力是此次灰霾产生的主要原因,而相伴随的夜间强逆温层则增加了污染的程度,导致晚间出现极高的PM2.5质量浓度。(3)与长三角西北区域相比,长三角中心区域的PM2.5组分中硝酸盐含量较高,黑碳和有机碳偏低。污染期观测到的NO3-/SO42比例为1.54,2013年12月的平均值为1.40(均大于1),据此可以认为移动源对于此次灰霾过程的贡献很大。此外,灰霾期间硝酸盐气溶胶为主要成分(29%)以及较高的NO3-/SO42-比例使得冬季长三角中心区域与京津冀地区的灰霾化学特性有明显差异。(4)灰霾期间长三角中心区域和西北区域地表入射太阳短波辐射出现了24-30W/m2和18-30W/m2的下降。白天和夜间地而温度也有一定的下降,白天降幅更大。整个长三角区域边界层高度都有所降低,风速有小幅下降(最高降低0.15m/s),相对湿度则有1-4%的上升。在化学方面,气溶胶的直接气候效应导致长三角中心及西北区域PM2.5浓度出现6-18μg/m3的上升,但不超过污染期平均浓度的15%。由区域平均要素变化的时间序列可知,平均向下短波辐射、潜热和感热最高下降了88W/m2、12W/m2和37W/m2,且最大值出现时刻与PM2.5高值对应较好;白天温度、边界层高度和风速下降最大值分别为1℃、276m和0.33m/s,均出现在气溶胶污染严重的时刻。对通风系数变化的分析可知,气溶胶辐射效应使长三角地区通风系数普遍下降,中心及西北地区降幅为8-24%。南京污染物浓度变化的垂直廓线分析表明,PM2.5、PM10浓度在底层(950hPa高度以下)有一定上升(最大值分别为7μg/m3和8μg/m3),在950-800hPa左右则出现了下降(最大值分别为3.5μg/m3和4.5μg/m3),这可能与边界层高度下降使气溶胶像近地而聚集有关。O3的浓度变化正好相反,在960hPa高度以下下降(降幅最大为1.1μg/m3),在960-770hPa高度出现上升,升幅最大为1.7μg/m3,这可能是由于950hPa以下气溶胶浓度上升,入射短波辐射减弱,降低了03生成率,960-770hPa高度的情况则正相反。总体而言,气溶胶辐射效应导致气象要素(如风速、边界层高度等)向不利于污染物扩散的方向变化,在一定程度上加重了气溶胶污染,但作用有限(PM2.5浓度增加量<15%);这次灰霾过程是由大尺度“静稳”天气形势形成的。
蒋自强[4](2015)在《长三角城市群区气溶胶对边界层的影响研究》文中研究表明大气气溶胶和边界层在全球天气气候系统中扮演着重要角色,关于其相互作用的研究已经成为当今大气科学的前沿问题。气溶胶-辐射-边界层相互作用将改变地气系统的能量收支,影响大气边界层的结构和发展,同时又反过来改变大气污染物的时空分布,形成气溶胶与边界层之间的双向反馈作用。长三角地区作为中国东部经济高度发达地区,城市化规模较大、人口高度密集、大气污染严重、城市气象灾害高发,因此开展长三角地区气溶胶对辐射的影响及其与边界层之间的相互作用研究具有重要的科学意义。本文利用观测分析和数值模拟手段,研究长三角城市群区气溶胶及其边界层响应的特征、机理和过程,主要涉及气溶胶影响辐射和边界层的观测分析、气溶胶初值的不确定分析、气溶胶时空分布模拟、气溶胶-辐射-边界层相互作用数值模拟等四个方面的研究内容。为了开展气溶胶-辐射-边界层相互作用研究,本文对所采用的数值模式WRF/Chem做了必要的改进工作。考虑到长三角地区快速城市化的特点,基于MODIS 土地利用资料更新了 WRF/Chem模式中城市下垫面类型,以此更好地表征长三角城市群区的发展现状。城市化带来更多的污染物源排放,其日变化特征对污染物的模拟至关重要,对此给予了充分的考虑。为了探讨气溶胶数值模拟的初值不确定性,在GSI系统添加了气溶胶同化模块。在探讨气溶胶与边界层相互作用时,将完全耦合的气溶胶-云-辐射相互作用模块,分离为气溶胶-辐射相互作用和气溶胶-云相互作用共两部分,加入了瞬时/有效辐射强迫、加热率和湍流动能等特征诊断量分析。为了分析相关物理量的响应过程,增加了过程分析模块来探讨气温演变、颗粒物生消等关键过程的响应机制。论文的主要研究结果和结论如下:首先,基于多污染个例合成和秸秆焚烧重污染个例,开展了资料分析研究,揭示了气溶胶-辐射-边界层相互作用的观测事实。多污染个例合成分析表明,颗粒物导致的污染可以引起地面短波净辐射减少达25%以上,致使城郊短波辐射差异显着减小(~72%)。受净辐射支配的感热和潜热等通量相应减小,取决于下垫面性质的Bowen 比也发生较小的变化。向上输送的热通量减少,近地层气温呈现降低的趋势。城郊气温减少幅度存在差异,导致城市热岛强度减弱(~0.14℃)。由于边界层热力结构的改变,大气层结越加稳定,向下输送的水平动量通量减弱可达26%以上,导致地面风速减弱,城市热岛环流也呈现减弱的趋势。污染天气情形下风力较小,不利于污染物输送扩散,气溶胶浓度水平相对较高。秸秆焚烧重污染个例分析表明,由于颗粒物浓度较高,到达地面短波净辐射显着减少,造成边界层内气柱气温降低,且气温降低随高度逐渐递减,可达680 m左右;相对城区,郊区气温减少幅度较大,城市热岛强度有一定增强(1~2℃)。其次,为了提高气溶胶的模拟精度,基于WRF/Chem模式GOCART气溶胶方案搭建了 PM10同化模块,探讨了气溶胶数值模拟中其初值的不确定性问题。结果表明,引入PM10资料同化技术后,气溶胶的初始场能更好与观测资料匹配,对后续PM10和PM2.5浓度预报的改进可以达到12~24小时,但改进效果随着预报时效快速减弱。进一步在WRF/Chem模式中新增了颗粒物生成和消耗的过程分析模块,研究发现,同化效果(增量)快速减弱,尤其在预报初期,主要由垂直湍流扩散过程引起,而水平和垂直平流过程起次要作用。第三,利用WRF/Chem模拟了 2010年1月和7月长三角地区气溶胶的时空分布,检验了模式的模拟性能。结果显示,颗粒物主要分布在城市及其下风向地区,PM2.5地面浓度在1月和7月分别为96.32、48.50 μg m-3。PM2.5中其它成分所占比重最大(27.6%~45.6%),硝酸盐次之(18.6%~29.5%),黑碳最小(3.2%~8.6%)。气溶胶浓度、柱含量和光学厚度(AOD)均表现出“冬季高、夏季低”的季节特征,而单次散射反照率(SSA)的季节变化则恰好相反,这可能与吸收性气溶胶(如黑碳)含量有关。模拟的地面PM10浓度、PM2.5成分、550 nm AOD和470 nm SSA与地基和卫星观测结果一致,表明WRF/Chem在长三角地区气溶胶模拟方面性能良好。最后,开展了长三角地区气溶胶对辐射和边界层影响的数值模拟,分析了气溶胶-辐射-边界层相互作用的机理。考虑气溶胶内部均匀混合,气溶胶引起的大气顶短波有效辐射强迫(ERF)在1月和7月分别为-0.04、-2.22 W m-2,地表ERF各为-16.05、-8.91 W m-2。空间上,ERF与净辐射通量的响应(△NET)基本保持一致,表明ERF仍起着主导作用。相应地,感热减少(△H)各为10.25、3.04 W m-2,潜热减少(△LE)各为 2.51、4.16 W m-2。此外,△H/△NET 具有“北高南低、干季高湿季低”的特征,△LE/△NET则恰好相反,这主要取决于土壤的湿度。地气系统能量收支的变化使得2-m气温各降低0.41、0.09 K,同时随着高度增加降温逐渐消失并逐步转为升温直至响应消失。通过气温演变的过程分析可发现,边界层中下部短波加热率、平流加热率和湍流冷却率三者的贡献最大,长波冷却率次之;而边界层顶部以上短波加热率、平流冷却率则起着主导作用。同时,湍流动能减弱,可伸展到1.6 km高度以上,导致边界层高度各降低27.65、8.13 m。此外,10-m风速减弱,随高度增加呈现先减弱、后增强、再减弱的趋势,这主要跟水平动量输送的响应有关。随着大气稳定度的加强和边界层高度的降低,近地面PM2.5浓度升高,1月和7月最高可达6.56%、12.02%,进一步加剧了颗粒物污染。综上,通过本文的资料分析和数值模拟研究发现,长三角地区气溶胶-辐射-边界层间存在相互作用过程,气溶胶削弱到达地表的太阳辐射,降低地表和近地层温度,因吸收性气溶胶作用边界层中上部出现升温现象,进而增强大气稳定性,降低边界层高度,减弱大气湍流和近地面风速,不利于细颗粒物的输送扩散,进一步加重颗粒物污染。可见,气溶胶与辐射相互作用改变了大气边界层在水平和垂直方向上的热力和动力结构特征,同时这种改变进一步加重颗粒物污染,表明气溶胶-辐射-边界层之间存在正反馈机制。
赵燃[5](2014)在《北京区域大气气溶胶污染及其辐射强迫研究》文中研究指明日益严重的大气气溶胶污染不仅直接危害环境,而且直接或间接影响局地和全球气候。气溶胶吸收和反射太阳辐射,减少到达地面的辐射能量,从而改变了地面与低层大气的能量收支。气溶胶直接辐射强迫和与此相关联的大气污染和大气边界层问题,引起很多学者的关注本文利用北京市2004年秋冬季(10-12月)辐射和气溶胶观测资料,2006年春季污染气体和辐射资料,以及2006年春季宝坻的污染气体和辐射资料。使用主观分析和综合指标等方法,研究北京市不同时期(秋、冬季和春季),以及同一时期不同地点(城市和乡村)的污染和辐射变化。对2004年北京市秋、冬季晴天的2m和280m向下和向上的短波辐射、2006年春季总辐射和反射辐射、以及2006年天津宝坻的总辐射和紫外辐射进行模拟。结合模拟和观测资料计算了各种情况下的辐射强迫,进而揭示北京区域气溶胶污染对辐射变化的影响,以及对边界层结构的影响。研究得到以下结果:北京市秋、冬季大气污染具有明显的周期性,大约5-6天一个周期,主要以能见度极低的霾和大雾天气为主;春季污染以浮尘天气污染为主,周期性不是很明显,同一个时期北京市要比宝坻大气污染严重。无论是在晴好天气还是污染天气,大气气溶胶对边界层内的短波辐射消弱作用很明显:2004年北京秋、冬季在晴好天气状况下,2m和280m向下的短波辐射相差达1OOWm-2。随着污染的加重,各种短波辐射在两层高度上衰减明显,280m接受的短波辐射从10月26日的554Wm-2下降到10月30日的208Wm-2,两层的差别明显变小。天津宝坻观测时段良好天气达82%,空气质量状况要比北京好。无论在北京还是在宝坻,SO2、NO、NO2、CO浓度的变化都和臭氧浓度的变化呈反相的。在晴好天气情况下,北京市在秋、冬季节地面的直接辐射强迫达-46±14Wm-2,宝坻的地面直接辐射强迫为-25±2Wm-2。在大气污染严重的霾天,北京2004年冬季地面辐射强迫最大达-111.38Wm-2,而宝坻2006年春季直接辐射强迫为-91Wm-2。雾霾天气条件对辐射有较大影响。边界层的结构影响气溶胶的分布。小风和逆温层阻碍污染物扩散,引起污染物堆积,是导致重污染天气的最主要因素。8m高处的PM,。和2m高处的向下短波辐射呈很好的负相关。气溶胶浓度越高白天地面接受到的短波辐射越少,因此最高温度降低。随着污染的加重,日较差变小,夜间逆温层减弱。
贺千山,潘鹄,黄颖,耿福海,陈勇航,张华,邓军英,王玥,桂丽娜[6](2013)在《上海干霾与湿霾气溶胶消光特性的比较》文中研究表明利用2009年3月2010年2月上海市城市环境气象中心的微脉冲激光雷达资料,通过分析消光系数和光学厚度(AOD)等光学特性参量揭示了上海地区发生干霾和湿霾时气溶胶的垂直分布特征,并分析了相对湿度对干霾和湿霾的影响.结果表明:干霾日的发生频率要明显高于湿霾日;不同强度霾中,干霾在轻微霾与轻度霾中所占比例较多,而中度霾和重度霾中湿霾的比例增大,其中重度霾中湿霾多于干霾;湿霾时段的消光系数变化波动明显比干霾时段剧烈,干霾时消光在0.10 km 1左右波动,而湿霾时消光从0.011.00 km 1变化不等;在500 m以下的近地面大气,湿霾的消光基本大于干霾;干霾时段AOD无明显季节变化,而湿霾时段AOD变化趋势表现为春季>冬季>夏季>秋季,且90%来自于低层大气(01 km)的贡献;夏季相对湿度较大,湿霾最多,但湿霾中重度霾所占比例是所有季节中最小的,轻微霾比例最大;而春、秋、冬三季发生湿霾时的能见度明显低于干霾时,说明湿度的增加对消光的贡献明显增大.
马玉娟[7](2012)在《中国海洋上空气溶胶监测及时空变化特征研究》文中进行了进一步梳理作为气候模拟中最不确定的因子,气溶胶在全球和区域气候变化中扮演着重要的角色。海洋上空气溶胶的沉降会对海洋水体产生重大的影响,海洋还是自然气溶胶、海盐气溶胶和水汽的主要来源。为了全面了解气溶胶粒子在生物地球化学循环和气候变化中的重要作用,需要在大范围内确定气溶胶的性质,而目前对于中国海域上空大气气溶胶的分布状况和辐射特性却由于数据资料的缺乏,而知之甚少。因此进行海洋气溶胶的联网监测,获得准确的海洋气溶胶的时空分布是我们急需解决的问题。本文进行了海洋气溶胶监测关键技术研究,包括监测仪器的反演算法、数据采集和后处理、仪器定标的研究,为海洋气溶胶业务监测网的建设和运行奠定了基础。根据太阳光度计测量气溶胶光学厚度的原理,编写了利用仪器测量电信号反演气溶胶光学厚度的程序,与仪器输出的结果相比,误差小于0.005;船基走航测量海洋气溶胶时,改变了太阳光度计的默认内置参数并对测量数据进行基于COV方法的后处理,有效的减小了船体晃动和薄云对结果的影响;在原有的地物光谱仪气溶胶光学厚度算法基础上进行了改进,消除了天空光观测时使用挡板带来的误差,反演结果的误差小于WMO要求的观测精度0.05.本文首次利用654组船基和约1万组岸岛基实测数据对中国海域气溶胶的时空分布和模态信息进行了全面的分析。渤海、北黄海、南黄海和南海四个海域相比,南海受陆地影响小且降水充沛,空气最为清洁,北黄海周边的辽宁和朝鲜工业污染较轻,空气清洁度次之;渤海受四周陆地工业污染的影响,空气最为污浊,只在渤海西侧北戴河至曹妃甸沿岸海域和渤海中部,大气比较清洁;南黄海海域受临近的山东、江苏和长三角工业污染和海雾的影响,空气也比较污浊。Angstrom指数α在莱州湾、辽东湾、渤海海峡、辽河口、威海北部、大连东部等沿岸海域随地域变化较大,而在外海变化相对较小;当空气比较清洁(β<0.2)时,气溶胶成分的变化成为AOD变化的主要原因,α与AOD一般呈正相关;而空气比较浑浊(β>0.2)时,AOD变化的影响因子也比较多,AOD与α没有明确的关系,只在某些断面α与AOD呈负相关。渤黄海海域冬季寒冷干燥,AOD为全年的极小值,春夏季受到沙尘暴和海雾的影响,AOD为全年的极大值。位于黄海的圆岛气溶胶监测站可以很好地反映这种趋势,而位于大连岸边的监测站,冬季受到供暖产生的烟雾气溶胶的影响,AOD为全年最大值,不能很好地反映渤黄海海域海洋气溶胶的变化情况。南方海域,AOD极大值出现在冬季,到了夏秋季,因为大量降水的冲刷和盛行东南风带来的海盐气溶胶,AOD为全年极小值。位于东海的三沙监测站和南海的大万山监测站都是这种情况。根据Angstrom指数和浑浊度系数性质的不同,将中国海洋气溶胶分为三个模态(主要适用于北方海域),清洁大气型气溶胶(背景气溶胶)、沙尘型气溶胶、混合模态型气溶胶。其中清洁大气性气溶胶占总数的55%,可作为中国海域的背景气溶胶;沙尘型气溶胶占12%,主要受陆地沙尘影响,分布在沿岸海域;混合模态型气溶胶占33%。本文利用长时间AOD序列分析了不同时间窗口下气溶胶的变化规律,为卫星数据真实性检验最佳时间窗口的选择和反演误差的分析提供了依据。气溶胶光学厚度较小时,它的变化也比较小;气溶胶光学厚度较大时,它的变化也比较大。随着时间窗口的增大,窗口下的气溶胶光学厚度序列的平均相对误差和平均绝对误差也逐渐增大。在同一个时间窗口,随着AOD的增大,平均绝对误差分布范围增大,均值增大,而平均相对误差变化不大。AOD变化小的站点,时间窗口可以选的大一些;而AOD变化较剧烈的站点,时间窗口就要相应减小。气溶胶光学厚度卫星遥感数据真实性检验在中国海域的时间窗口不应超过±0.5h。研究期间,作者承担了海洋观测技术规范关于气溶胶观测规范的编写工作,并撰写了5篇科研论文,其中3篇已发表,1篇待发表,1篇在审稿中。
费冬冬,骆亚军,杨军,熊守权,郑炜,滕华超,陈磊[8](2011)在《近51a鄂西宣恩地区气温变化特征》文中研究表明宣恩地处长江中上游,具有山地、水系、气候等方面的区位特殊性,利用1959~2009年的观测资料,分析宣恩平均温度、平均最高温度、平均最低温度和平均日较差的变化趋势和特点。结果表明,近51 a来宣恩平均温度(除冬季)1980年代中期前降温,后增温,冬季呈持续增温趋势。最高温度与平均温度变化趋势相似,不同的是1980年代中期以后的增温幅度要大于平均温度。不同于平均温度和最高温度,最低温度呈持续升高趋势。年平均日较差先减小后增加,冬、夏季日较差减小,而春、秋季却呈增加趋势。分析认为,小城镇的增温现象不可忽视,宣恩最低温度变化受人为影响更加显着。
费冬冬,骆亚军,杨军,熊守权,郑炜,滕华超,陈磊[9](2011)在《近51年鄂西山地气温变化特征分析》文中指出宣恩地处长江中上游,具有山地、水系、气候等方面的区位特殊性,本文利用1959~2009年的气候观测资料,研究宣恩平均温度、平均最高温度、平均最低温度和平均日较差的变化趋势和特点。结果表明,近51年来宣恩平均温度(除冬季)80年代中期前降温,后增温,冬季呈持续增温趋势。最高温度与平均温度变化趋势相似,不同的是80年代中期以后的增温幅度要大于平均温度。不同于平均温度和最高温度,最低温度呈持续增大趋势。年平均日较差先减小后增加,冬、夏两季日较差减小,而春、秋两季却呈增加的趋势。分析认为,小城镇的增温现象不可忽视,宣恩最低温度变化受人为影响更加显着。
刘新罡,张远航[10](2010)在《大气气溶胶吸湿性质国内外研究进展》文中提出大气气溶胶的吸湿性质是联系气溶胶微物理、化学参数的桥梁和纽带之一,更是气溶胶基本光学性质的决定性参数之一,因此研究气溶胶吸湿性质在整个大气气溶胶科学研究中处于基础地位。对气溶胶吸湿性质的研究意义、研究方法与技术、主要研究结论做了系统回顾,并指出该研究领域存在的不足并对未来的研究方向做出展望。众多研究者从实验室分析、外场实验、数值模拟3个方面来研究颗粒物的吸湿性质,研究表明大气气溶胶的吸湿性质对研究大气能见度、大气辐射强迫具有重要影响。国内对大气气溶胶吸湿性质的研究数量偏少,研究方法单一,在国内广泛开展气溶胶吸湿性质的研究非常必要。
二、考虑湿度影响的城市气溶胶粒子白天温度效应(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、考虑湿度影响的城市气溶胶粒子白天温度效应(论文提纲范文)
(1)GRAPES_CUACE雾—霾预报模式关键物理过程的数值模拟和优化改进(论文提纲范文)
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abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 大气边界层及其参数化方案对雾-霾数值模拟的影响 |
1.2.2 大气能见度计算及其数值模拟研究 |
1.2.3 大气气溶胶辐射效应研究 |
1.2.4 大气化学模式的发展、应用以及存在问题 |
1.3 本研究拟解决的科学问题 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 区域重度雾-霾污染中气象要素与气溶胶演变特征 |
2.1 观测数据说明和处理 |
2.2 PM_(2.5)和能见度的时空分布 |
2.3 重污染过程中大气环流场演变特征 |
2.4 近地层气象条件和PM_(2.5)浓度变化 |
2.5 边界层结构演变特征 |
2.6 本章小结 |
第3章 大气化学耦合模式GRAPES_CUACE介绍与模拟评估 |
3.1 GRAPES_CUACE模式简介 |
3.2 研究使用的短波辐射、边界层以及近地层方案介绍 |
3.2.1 短波辐射方案 |
3.2.2 边界层方案 |
3.2.2.1 MRF边界层方案 |
3.2.2.2 YSU边界层方案 |
3.2.2.3 MYJ边界层方案 |
3.2.3 近地层方案 |
3.2.3.1 MM5 近地层方案 |
3.2.3.2 Eta近地层方案 |
3.3 模式设置、背景场和排放源 |
3.3.1 模式设置 |
3.3.2 模式背景场和排放源 |
3.4 模式评估 |
3.4.1 评估方法 |
3.4.2 模拟结果评估及主要存在问题 |
3.5 本章小结 |
第4章 重度雾-霾污染中低能见度参数化方案的改进 |
4.1 能见度方案介绍 |
4.2 试验设计 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 观测数据分析 |
4.3.2 模式验证 |
4.3.3 消光系数参数化的改进 |
4.4 本章小结 |
第5章 边界层方案对雾-霾模拟的影响及近地层方案的优化 |
5.1 试验设计 |
5.2 边界层方案对气象要素及PM_(2.5)模拟的影响 |
5.2.1 边界层方案评估 |
5.2.2 近地面要素模拟的对比分析 |
5.2.3 边界层结构模拟的对比分析 |
5.3 新近地层方案的引入 |
5.3.1 新方案介绍 |
5.3.2 新方案的耦合与初步评估 |
5.4 本章小结 |
第6章 气溶胶辐射反馈对边界层和PM_(2.5)的影响 |
6.1 试验设计 |
6.2 ARF对气象场和PM_(2.5)的影响 |
6.2.1 大气环境背景场 |
6.2.2 ARF对区域辐射收支的影响 |
6.2.3 ARF对近地面、边界层以及PM_(2.5)的影响 |
6.3 不同边界层方案中各要素对ARF的响应 |
6.3.1 ARF对模拟效果影响的评估 |
6.3.2 不同边界层方案中各要素对ARF的响应 |
6.4 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 本文主要结论 |
7.2 研究特色与创新点 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)长三角地区城市大气中有机胺的测定及浓度水平研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究进展 |
1.2.1 跟新粒子生成的关系 |
1.2.2 粒径分布 |
1.2.3 近年来的研究成果 |
1.3 研究目标 |
第二章 实验仪器及实验方法 |
2.1 采样点的介绍 |
2.2 主要仪器介绍 |
2.2.1 分级式采样器 |
2.2.2 中流量采样器 |
2.2.3 大流量采样器 |
2.2.4 高效液相色谱仪(HPLC) |
2.2.5 机碳元素碳分析仪(OCEC) |
2.2.6 扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS) |
2.2.7 离子色谱仪(IC) |
2.3 离线分析 |
2.3.1 采样方式 |
2.3.2 样品分析 |
2.3.3 数据处理 |
2.3.4 空白样品的采集及分析 |
第三章 实验结果与讨论 |
3.1 城市气溶胶中胺的日变化和月变化 |
3.2 有机胺与主要气溶胶成分的关系 |
3.3 粒径分布 |
3.4 有机胺在新粒子生成日的研究 |
3.5 煤和生物质燃烧排放的有机胺 |
3.6 后向轨迹分析 |
第四章 总结与展望 |
4.1 论文的主要结论 |
4.2 论文的创新点 |
4.3 本文的不足与展望 |
参考文献 |
作者介绍 |
致谢 |
(3)长三角一次严重灰霾过程的成因及辐射效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 城市气溶胶污染 |
1.1.1 城市气溶胶 |
1.1.2 灰霾及其在中国的时空分布 |
1.2 中国大范围重污染天气的形成机理 |
1.2.1 中国灰霾高发区 |
1.2.2 大范围污染形成机理及研究进展概述 |
1.3 灰霾和气象的相互作用 |
1.3.1 气溶胶气候效应简述 |
1.3.2 灰霾事件中气溶胶与气象要素的相互作用 |
1.4 研究目的和研究内容 |
第二章 WRF-Chem数值模式简介 |
2.1 WRF-Chem气象部分 |
2.1.1 初始场及边界条件 |
2.1.2 主要物理过程方案介绍 |
2.2 WRF-Chem化学部分 |
2.2.1 化学初始场、边界条件和排放源 |
2.2.2 化学方案介绍 |
第三章 2013年12月长三角地区严重灰霾的物理化学成因分析 |
3.1 研究目的 |
3.2 模式设置和所用资料介绍 |
3.2.1 模式设置 |
3.2.2 气象和污染物浓度观测资料介绍 |
3.2.3 能见度计算方法 |
3.3 灰霾个例情况简介 |
3.4 模拟结果验证及分析 |
3.4.1 气象模拟结果检验 |
3.4.2 大气化学成分模拟结果检验 |
3.4.3 污染物浓度场和气象场特征 |
3.4.4 区域平均结果 |
3.4.5 大气扩散能力分析 |
3.4.6 化学成分分析 |
3.4.7 本章小结 |
第四章 严重灰霾辐射效应及其与气象场的相互作用 |
4.1 研究目的 |
4.2 模式设置 |
4.3 气溶胶辐射效应对于气象要素和污染物浓度的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结和展望 |
5.1 总结 |
5.2 本文创新点 |
5.3 不足和展望 |
参考文献 |
已发表论文 |
致谢 |
(4)长三角城市群区气溶胶对边界层的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 气溶胶初值与排放不确定性的研究进展 |
1.3 气溶胶与边界层相互作用的研究进展 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 本文研究工作 |
参考文献 |
第二章 模式与方法介绍 |
2.1 WRF模式 |
2.1.1 WRF模式框架 |
2.1.2 MYJ边界层参数化方案 |
2.1.3 Lin云微物理过程方案 |
2.2 WRF/Chem模式 |
2.2.1 气溶胶模块 |
2.2.2 气溶胶与辐射相互作用模块 |
2.2.3 气溶胶与云相互作用模块 |
2.3 GSI 3DVAR同化系统 |
2.3.1 代价函数及其梯度 |
2.3.2 背景场误差协方差 |
2.3.3 GSI泛函极小化的计算流程 |
2.3.4 GSI同化系统的流程框架 |
2.4 模式改进 |
参考文献 |
第三章 气溶胶与边界层相互作用的观测分析研究 |
3.1 资料与方法 |
3.1.1 资料来源 |
3.1.2 分析方法 |
3.2 秸秆焚烧污染个例分析 |
3.2.1 个例回顾分析 |
3.2.2 近地层通量分析 |
3.2.3 气象要素分析 |
3.3 普通污染个例合成分析 |
3.3.1 个例选取方法 |
3.3.2 近地层通量分析 |
3.3.3 气象要素分析 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 气溶胶初值的不确定性对其数值模拟的影响 |
4.1 试验方案设计 |
4.2 同化模块搭建 |
4.2.1 观测算子的构建 |
4.2.2 观测误差的诊断 |
4.2.3 背景场误差的估计 |
4.3 模拟结果分析与讨论 |
4.3.1 气溶胶初始场检验 |
4.3.2 气溶胶预报场检验 |
4.3.3 气溶胶源汇过程讨论 |
4.4 小结与讨论 |
参考文献 |
第五章 长三角地区气溶胶的模拟检验和时空分布研究 |
5.1 试验方案设计 |
5.2 气象场评估 |
5.2.1 常规要素评估 |
5.2.2 云和降水评估 |
5.3 颗粒物评估 |
5.3.1 浓度场评估 |
5.3.2 光学特性评估 |
5.4 小结与讨论 |
参考文献 |
第六章 气溶胶与边界层相互作用的数值模拟研究 |
6.1 地气系统能量收支的响应 |
6.1.1 对地气系统辐射收支的影响 |
6.1.2 对地表面能量收支的影响 |
6.2 大气边界层的响应 |
6.2.1 对温度和稳定度的影响 |
6.2.2 对流场和湿度的影响 |
6.2.3 对云和降水的影响 |
6.3 大气污染物的响应 |
6.3.1 对PM_(2.5)的影响 |
6.3.2 对O_3的影响 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
第七章 总结与展望 |
7.1 主要结果及结论 |
7.2 创新点 |
7.3 问题及展望 |
7.3.1 不足之处 |
7.3.2 未来研究 |
致谢 |
参与科研项目 |
发表及完成论文 |
(5)北京区域大气气溶胶污染及其辐射强迫研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 空气污染的大气气溶胶成份 |
1.1.1 大气气溶胶的基本特征及其环境影响 |
1.1.2 大气气溶胶辐射强迫 |
1.2 大气气溶胶污染引起的气候效应 |
1.3 国内气溶胶辐射效应的研究状况 |
1.4 城市气溶胶辐射效应的研究进展 |
第二章 资料及研究方法说明 |
2.1 研究目的和内容 |
2.2 本论文的资料 |
2.2.1 常规气象资料(Micaps格式) |
2.2.2 大气观测资料 |
2.3 研究方法概述 |
第三章 北京区域大气污染状况和辐射变化特征分析 |
3.1 引言 |
3.2 北京区域秋冬季节边界层内辐射和污染变化特征 |
3.3 北京市春季边界层内大气污染变化和辐射变化特征 |
3.4 天津宝坻春季边界层内大气污染变化和辐射变化特征 |
3.5 本章小结 |
第四章 晴空下辐射数值模拟值与观测值对比分析 |
4.1 引言 |
4.2 辐射传输模式(SBDART) |
4.3 气溶胶资料 |
4.4 其他输入参数资料 |
4.4.1 整层大气臭氧柱 |
4.4.2 整层大气水汽柱 |
4.4.3 地表反照率 |
4.5 数值模拟值和观测值对比分析 |
4.5.1 北京市秋冬季边界层内两层不同高度的辐射模拟 |
4.5.2 北京市2006年春季模拟和观测对比 |
4.5.3 天津宝坻2006年春季模拟和观测的对比 |
4.6 本章小结 |
第五章 雾霾天气条件下气溶胶对辐射影响的估算 |
5.1 引言 |
5.2 辐射强迫的计算方法 |
5.3 北京市2004年秋冬季地面的直接辐射强迫 |
5.3.1 2004年北京秋冬季气溶胶辐射强迫 |
5.3.2 2004年北京秋冬季气溶胶对紫外辐照度的影响 |
5.4 天津宝坻的直接辐射强迫 |
5.4.1 气溶胶辐射的直接辐射强迫 |
5.4.2 气溶胶对紫外辐照度的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 城市大气气溶胶对边界层的影响 |
6.1 引言 |
6.2 边界层结构对气溶胶的影响 |
6.2.1 温度的垂直结构特征 |
6.2.2 风速的垂直结构特征 |
6.2.3 相对湿度的垂直结构特征 |
6.3 北京市10月26日到10月30日雾霾天气形势分析 |
6.4 辐射和气溶胶浓度的关系 |
6.5 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文主要的结论 |
7.2 存在的问题 |
7.3 未来工作展望 |
在读期间的科研工作 |
参考文献 |
致谢 |
(7)中国海洋上空气溶胶监测及时空变化特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.前言 |
1.1. 目的和意义 |
1.2. 气溶胶简介 |
1.2.1. 定义 |
1.2.2. 来源 |
1.2.3. 消除 |
1.3. 气溶胶的环境和气候效应 |
1.4. 国内外研究现状 |
1.4.1. 重大气溶胶研究计划 |
1.4.2. 大型气溶胶观测网络 |
1.4.3. 中国气溶胶光学厚度研究进展 |
1.5. 本文内容与作者贡献 |
2.气溶胶监测基础理论与测量方法 |
2.1. 引言 |
2.2. 测量原理 |
2.3. 测量方法 |
2.3.1. 宽带太阳光谱法 |
2.3.2. 窄带太阳光谱法 |
2.4. 测量仪器 |
2.4.1. 精密滤光辐射表(PFR) |
2.4.2. CE318 型全自动太阳光度计 |
2.4.3. MicrotopsⅡ型手持式太阳光度计 |
2.5. 小结 |
3. 海洋气溶胶监测关键技术研究 |
3.1. 基于太阳光度计的气溶胶光学厚度算法 |
3.2. 气溶胶走航数据获取和后处理技术 |
3.2.1. 太阳光度计内置参数设置 |
3.2.2. 数据后处理 |
3.3. 气溶胶岸岛基定点数据的滤云技术 |
3.4. 太阳光度计定标技术研究 |
3.4.1. 绝对定标方法(Langely 定标法) |
3.4.2. 交叉定标方法 |
3.5. 基于地物光谱仪的气溶胶反演算法改进技术 |
3.5.1. 数据与方法 |
3.5.2. 结果与讨论 |
3.6. 小结 |
4. 沿海城市气溶胶光学特性研究(以青岛为例) |
4.1. 引言 |
4.2. 数据与方法 |
4.3. 分析与讨论 |
4.3.1. 大气吸收和散射特征分析 |
4.3.2. 气溶胶特征随时间的变化分析 |
4.3.3. 气溶胶散射的日内变化 |
4.3.4. 晴天和雾天时的气溶胶特征分析 |
4.4. 总结 |
5. 典型海洋岸岛基监测站气溶胶光学特性研究与对比 |
5.1. 引言 |
5.2. 研究区域介绍和站点代表性分析 |
5.3. 数据与方法 |
5.4. 结果与讨论 |
5.4.1. 大连岸基站 |
5.4.2. 圆岛岛基站 |
5.4.3. 三沙岸基站 |
5.4.4. 大万山岛基站 |
5.5. 结论 |
6. 中国海洋上空气溶胶光学特性时空分布研究 |
6.1. 渤海海洋气溶胶光学特性时空分布研究 |
6.1.1. 研究区域简介 |
6.1.2. 数据与方法 |
6.1.3. 结果与讨论 |
6.1.4. 结论 |
6.2. 不同海区海洋气溶胶光学特性时空分布及对比 |
6.2.1. 研究区域介绍 |
6.2.2. 数据与方法 |
6.2.3. 结果与讨论 |
6.2.4. 结论 |
7. 中国近海气溶胶卫星数据真实性检验最佳时间窗口研究 |
7.1. 引言 |
7.2. 数据与方法 |
7.3. 结果与讨论 |
7.3.1. 海洋气溶胶的日变化 |
7.3.2. 不同时间窗口下 AOD 的变化规律 |
7.3.3. 卫星真实性检验时间窗口的选择 |
7.4. 结论 |
8. 中国海洋气溶胶业务监测网的建设与进展 |
8.1. 示范性监测 |
8.1.1. 圆岛海洋气溶胶示范站的建设 |
8.1.2. 海洋气溶胶船基走航示范性监测的开展 |
8.2. 业务监测网络建设及业务运行 |
8.2.1. 岛基监测 |
8.2.2. 走航监测 |
8.3. 技术规程编制 |
8.4. 技术支持 |
8.4.1. 各海区技术人员培训 |
8.4.2. 技术指导 |
9. 总结与展望 |
9.1. 全文总结 |
9.1.1. 地物光谱仪气溶胶反演算法的改进 |
9.1.2. 中国沿海岸岛基站点代表性及光学特性分析 |
9.1.3. 中国海域气溶胶光学特性时空分布研究 |
9.1.4. 卫星数据验证时间窗口选择研究 |
9.2. 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
发表的学术论文与研究成果 |
(8)近51a鄂西宣恩地区气温变化特征(论文提纲范文)
引 言 |
1 资料及研究方法 |
2 温度的年季变化 |
2.1 平均温度 |
2.2 最高气温 |
2.3 最低温度 |
2.4 温度日较差 |
3 结 论 |
四、考虑湿度影响的城市气溶胶粒子白天温度效应(论文参考文献)
- [1]GRAPES_CUACE雾—霾预报模式关键物理过程的数值模拟和优化改进[D]. 彭玥. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]长三角地区城市大气中有机胺的测定及浓度水平研究[D]. 沈文超. 南京信息工程大学, 2017(03)
- [3]长三角一次严重灰霾过程的成因及辐射效应研究[D]. 孙凯. 南京大学, 2016(09)
- [4]长三角城市群区气溶胶对边界层的影响研究[D]. 蒋自强. 南京大学, 2015(05)
- [5]北京区域大气气溶胶污染及其辐射强迫研究[D]. 赵燃. 兰州大学, 2014(10)
- [6]上海干霾与湿霾气溶胶消光特性的比较[J]. 贺千山,潘鹄,黄颖,耿福海,陈勇航,张华,邓军英,王玥,桂丽娜. 兰州大学学报(自然科学版), 2013(04)
- [7]中国海洋上空气溶胶监测及时空变化特征研究[D]. 马玉娟. 中国海洋大学, 2012(01)
- [8]近51a鄂西宣恩地区气温变化特征[J]. 费冬冬,骆亚军,杨军,熊守权,郑炜,滕华超,陈磊. 干旱气象, 2011(04)
- [9]近51年鄂西山地气温变化特征分析[A]. 费冬冬,骆亚军,杨军,熊守权,郑炜,滕华超,陈磊. 第28届中国气象学会年会——S4应对气候变化;发展低碳经济, 2011
- [10]大气气溶胶吸湿性质国内外研究进展[J]. 刘新罡,张远航. 气候与环境研究, 2010(06)