城市的大气构造、环境污染和人类健康

利用城市区域大气空间分布和大气污染以及健康状况资料,分析了城市区域风的状况和大气污染的时间变化、地域变化及其对城市人们健康的影响,得出目前城市区域不断扩大,所引起的大气空间结构改变,导致了大气环境的不断恶化已对生活在其中的人们产生了不可忽视的影响。结果可为城市区域的医疗保健、污染防治提供参考。       

兰州城区冬季大气气溶胶粒子谱的反演研究

从实测的兰州城市冬季大气气溶胶多波段光学厚度资料出发,应用消光法反演了大气柱气溶胶粒子谱,并对反演程序的可行性、反演结果的可靠性进行了分析讨论。结果表明,反演出的大气柱气溶胶粒子谱分布都为三峰型分布。通过正算方法计算出的光学厚度值检验反演方法,检验结果说明,反演程序是可行的,结果是可靠的。     

上海夏季大气气溶胶观测和分析

本文介绍了1986年夏季上海大气气溶胶粒子观测结果,分析表明,该地区大气气溶胶绝大部分为细粒态;粒子谱分布符合Junge分布;粗、细粒子浓度及其对气溶胶质量的贡献大小与天气状况和气象因子关系较密切;降雨对气溶胶的冲刷作用与雨强有紧密关系。     

南京地区气溶胶谱分布的湿度相关性分析和等效复折射率预测

通过实验收集大气颗粒物，对南京地区大气气溶胶谱分布进行了描述，对气溶胶分布与相对湿度的相关性进行了探讨。建立了南京地区7—11月气溶胶化学组分的月平均模型，得出气溶胶等效复折射率的预测方法。结果表明：南京地区的大气气溶胶颗粒物，峰值粒径在80~100 nm范围，属于典型的城市型气溶胶。数浓度与相对湿度的相关性与季节和粒径大小有关，在6—9月，相对湿度与细粒子数浓度呈负相关，与粗粒子呈正相关，在10—11月相反，且易受极端天气影响。建立的干气溶胶等效复折射率月平均模型，结合湿度修正模型得到某一日的复折射率，与AERONET站点数据进行了对比，结果较为一致，误差范围在0~0.03。     

贺兰山地区沙尘暴若干问题的观测研究

利用贺兰山地区沙尘暴历史资料和综合观测资料 ,对大气背景、浮尘、扬沙和沙尘暴发生期间的大气气溶胶数浓度谱、质量谱、大气总悬浮颗粒 (TSP)及粒径分布、微气象、分光日射观测以及沙尘样品进行中子活化处理 ,分析了该地区浮尘、扬沙和沙尘暴形成规律 ,气候变化特征和贺兰山的影响。并综合研究了沙尘气溶胶尺度谱特征、光学厚度和化学组分等变化特征 ,提出了若干结果。     

大气气溶胶浓度及其谱分布的某些特征

本文简要描述了光电仪器测量大气气溶胶粒子的工作原理;根据实测结果对不同大气条件下气溶胶粒子的浓度、谱分布特征进行了分析。结果表明,对于洁净大气和浑浊大气而言,气溶胶粒子的浓度和谱分布都有着明显的差别,相对变化最大的是那些半径处于0.2—1.0微米范围内的粒子;实际大气中粒子谱的演变过程是复杂的,并且具有多峰分布特征;相对湿度对气溶胶粒子物理特征的影响是明显的,并且这种影响主要是改变粒子的谱分布和折射指数。     

山东地区秋季飞机观测气溶胶特征的初步分析

综合分析了2006年秋季在山东省进行的0.5—8.0μm范围内的大气气溶胶飞机观测的0—4500m气溶胶数浓度垂直分布,初步讨论了气溶胶与温度的关系,并分析了对气溶胶粒子谱的垂直分布情况。结果显示,气溶胶数浓度随高度呈递减趋势,在逆温层附近气溶胶有累计现象;受城市环境的影响,同一区域城市上空或者城市的下风方气溶胶粒子平均浓度都大于上风方;气溶胶粒子谱受不同天气背景的影响,出现不同类型的谱型,随高度的变化,谱型也有很大的变化。     

大气气溶胶的粒度谱分布函数及其随高度的变化

本文对用光学粒子计数器在飞机上测量的大气气溶胶数密度-粒度谱分布进行了分析研究.根据对气溶胶谱形成过程的分析,指出大气气溶胶是四种气溶胶体系的混合物,需要用四个正态分布函数的和来描述大气气溶胶的体积-粒度谱分布.用非线性最小二乘法计算了谱分布函数的经验参数;研究了粒子浓度、体积、及粒度谱分布函数随高度的变化.观测资料表明,在大气温度和湿度水平均匀、层结稳定的情况下,气溶胶粒子浓度水平分布不均匀,而且垂直方向上也并不随高度单调递减.     

省级MODIS植被指数序列的建立与应用

本文采用安德森分级采样直接获得的大气气溶胶质量密度换算成数密度。在此基础上,根据气溶胶数密度谱分布,验证了大气气溶胶的Junge谱与分段三参数谱相结合的谱模式。并且在得出气溶胶粒子谱基础上计算了大气气溶胶的散射、消光、吸收系数。     

石家庄秋季大气气溶胶物理特征分析

利用１９９０年秋季在石家庄地区不同天气条件下飞机观测对流层低层（距地面４０００ｍ以下高度）大气气溶胶的观测资料，分析了气溶胶粒子数密度、质量浓度水平和垂直分布特征及其日变化。结果表明，晴空下，石家庄地区气溶胶源于本地，地面质量浓度为０．１５×１０－９—０．８５×１０－９·ｃｍ－３，高度４０００ｍ以下谱分布特征值逆温层影响气溶胶粒子的向上输送，使其在送温层上下出现不连续分布；气溶胶的日变化表现为上午数密度大于下午，但下午粒子谱变宽；城市效应影响气溶胶粒子分布，城市上空气溶胶粒子数密度比郊区高１５％－３０％。     

The effects of black carbon and sulphate aerosols in China regions on East Asia monsoons

In this paper, we examine the direct effects of sulphate and black carbon (BC) aerosols in China on East Asia monsoons and its precipitation processes by using the Community Atmosphere Model (CAM) 3.0 model. It is demonstrated that sulphate and BC aerosols in China both have the effects to weaken East Asia monsoons in both summer and winter seasons. However, they certainly differ from each other in affecting vertical structures of temperature and atmospheric circulations. Their differences are expected because of their distinct optical properties, that is, scattering versus absorbing. Even for a single type of aerosol, its effects on temperature structures and atmospheric circulations are largely season-dependent. Applications of T -test on our results indicate that forcing from BC aerosols over China is relatively weak and limited. It is also evident from our results that the effects of synthetic aerosols (sulphate and BC together) on monsoons are not simply a linear summation between these two types of aerosols. Instead, they are determined by their integrated optical properties. Synthetic aerosols to a large degree resemble effects of sulphate aerosols. This implies a likely scattering property for the integration of BC and sulphate aerosols in China.     

近红外波段凝结核性质对雨滴散射特性的影响

用M ie散射理论,在已知大气气溶胶粒子的折射率基础上,计算并讨论大气气溶胶以及在其上凝结形成的雨滴的散射相函数、散射效率因子等散射特性。结果表明,对流层中气溶胶粒子的散射能力依次为水滴,冰晶,海洋性粒子,沙尘性粒子,水溶性粒子,煤烟。对于在可溶性核上凝结形成的雨滴,海洋性核的散射能力强于水溶性核的散射能力。由不可溶性核凝结形成雨滴的散射能力依次为煤烟核、冰晶核和沙尘性核。纯水雨滴的散射能力介于沙尘性核和冰晶核之间,强于海洋性核。该结论可以为光学测雨仪器在不同地区条件下的参数设置提供依据。     

大气气溶胶粒径分布特征与气象条件的相关性分析

通过温度、相对湿度和风速等气象因素与不同粒径大气气溶胶粒子数浓度和质量浓度的相关性,分析气象条件对大气气溶胶的影响和作用机制。结果表明：气象因素对0.2—0.6 μm的气溶胶影响最大。温度升高既有利于增强大气扩散作用也有利于二次气溶胶生成,因此温度与超细气溶胶(小于0.1μm)呈正相关性,而与粒径较大的气溶胶呈负相关。风速主要影响气溶胶的水平扩散,对超细气溶胶无显著影响,而与粗粒径气溶胶呈负相关。相对湿度会促进超细气溶胶的聚积,使之生成较大粒径气溶胶。因此相对湿度与超细气溶胶呈较强的负相关,而与较粗粒径气溶胶呈正相关。     

中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响(Ⅱ)：黑碳气溶胶及其与硫酸盐气溶胶的综合影响

利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式耦合一个气溶胶同化系统,研究了中国区域黑碳气溶胶的直接气候效应。结果显示,中国区域黑碳气溶胶引起全球平均辐射强迫为0.13 W/m2,导致除了青藏高原和广西以外的中国大部分地区降温,其中东北、四川和内蒙古中北部降温最显著。由此造成海陆温差缩小,气压差降低,从而总体上使东亚夏季风减弱。但与硫酸盐气溶胶的影响相比,黑碳气溶胶使季风减弱的程度较小,长江中下游地区的降水有所增加。黑碳气溶胶加强了中国东南部地区的对流活动,这与硫酸盐气溶胶的作用相反。同时,探讨了中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶的综合直接气候效应。结果表明,硫酸盐和黑碳气溶胶的综合作用与仅有硫酸盐气溶胶的情形十分相似,降水变化的区域也和硫酸盐的保持一致。     

青藏高原地区气溶胶及其对降水影响的研究进展

青藏高原(简称高原)气溶胶主要来自周边地区的输送,近年来,随着人为污染加剧和气候条件变化,高原及周边地区气溶胶的特性和气候效应越来越受关注.而高原降水一直是高原气象与气候学的重点,气溶胶对高原降水的影响正逐渐成为研究热点.本文总结了高原气溶胶及其对降水影响的相关研究成果,从气溶胶特性观测(站点和卫星观测)研究、"气溶胶...     

夜间城市大气边界层和气溶胶的相互作用

本文利用能量闭合的二维非线性、非定常模式，结合地面热量平衡方程，研究了夜间城市边界层和气溶胶的相互作用问题。结果表明:气溶胶在夜间对大气低层起保温作用，对大气上层起冷却作用；使大气低层稳定度减小，上层稳定度增加；此外，气溶胶还能够削弱贴地逆温强度。在正常城市气溶胶污染情况下，气溶胶对城市热岛强度影响不大，但可使城市热岛环流稍有增加。夜间城市边界层对气溶胶的反馈作用使大气下层气溶胶浓度减小，上层气溶胶浓度增加。上述部分结论得到了在天津取得的城市热岛观测资料的直接验证。     

合肥上空卷云和沙尘气溶胶退偏振比的激光雷达探测

研制了一台L300偏振激光雷达,用于卷云和沙尘气溶胶后向散射光退偏振比的探测研究.介绍了偏振激光雷达的探测原理,叙述了L300偏振激光雷达的结构、技术参数、测量方法和数据处理方法.初步的探测结果表明,合肥西郊上空高度在10 km左右的卷云的退偏振比在0.4～0.5之间,沙尘气溶胶的退偏振比在0.2～0.3范围内,但是剧烈沙尘暴的气溶胶的退偏振比可达到0.4左右.     

Lidar Methods for Observing Mineral Dust

Lidar methods for observing mineral dust aerosols are reviewed.These methods include Mie scattering lidars,polarization lidars,Raman scattering lidars,high-spectral-resolution lidars,and fluorescence lidars.Some of the lidar systems developed by the authors and the results of the observations and applications are introduced.The largest advantage of the lidar methods is that they can observe vertical distribution of aerosols continuously with high temporal and spatial resolutions.Networks of ground-based lidars provide useful data for understanding the distribution and movement of mineral dust and other aerosols.The lidar network data are actually used for validation and assimilation of dust transport models,which can evaluate emission,transport,and deposition of mineral dust.The lidar methods are also useful for measuring the optical characteristics of aerosols that are essential to assess the radiative effects of aerosols.Evolution of the lidar data analysis methods for aerosol characterization is also reviewed.Observations from space and ground-based networks are two important approaches with the lidar methods in the studies of the effects of mineral dust and other aerosols on climate and the environment.Directions of the researches with lidar methods in the near future are discussed.     

中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响(Ⅱ)：黑碳气溶胶及其与硫酸盐气溶胶的综合影响

 利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式耦合一个气溶胶同化系统,研究了中国区域黑碳气溶胶的直接气候效应。结果显示,中国区域黑碳气溶胶引起全球平均辐射强迫为0.13 W/m2,导致除了青藏高原和广西以外的中国大部分地区降温,其中东北、四川和内蒙古中北部降温最显著。由此造成海陆温差缩小,气压差降低,从而总体上使东亚夏季风减弱。但与硫酸盐气溶胶的影响相比,黑碳气溶胶使季风减弱的程度较小,长江中下游地区的降水有所增加。黑碳气溶胶加强了中国东南部地区的对流活动,这与硫酸盐气溶胶的作用相反。同时,探讨了中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶的综合直接气候效应。结果表明,硫酸盐和黑碳气溶胶的综合作用与仅有硫酸盐气溶胶的情形十分相似,降水变化的区域也和硫酸盐的保持一致。