平流层臭氧变化对大气加热率及到达地面紫外辐射的影响

平流层臭氧的变化对平流层的温度结构，整个大气环流以及到达地面的紫外辐射均有影响。本文采用一个计算臭氧吸收太阳辐射的参数化方法和有关资料，研究了臭氧变化对大气最大加热率和到达地面的紫外辐射通量密度的影响情况。文中给出的参数化方法可直接应用于大气环流模式计算臭氧吸收太阳辐射的加热率。     

大气臭氧与气候变化

人们为什么对大气中大量的臭氧感兴趣呢?其原因在于臭氧对大气的结构、特性,以致于地球上有生命物体有着巨大影响。大气中臭氧的存在使得波长小于290nm的太阳强紫外辐射不能透过大气。另外,臭氧还大量吸收了波长在290-320nm之间的中紫外辐射,波长在320-240nm的近紫外辐射才能通过臭氧层到达地面,但它对生物没有危害。今天无疑可以认为:由于大气中“臭氧盖”的存在,才能使人类免遭紫外辐射的有害影响,人类才能得以生存和发展。大气中臭氧总量的变化(臭氧含量平衡的破坏)影响了平流层中不同高度太阳紫外辐散流入量的分布,这就导致了平流层温度和高层大气     

卫星遥感地面紫外辐射的参数化方法

提出了一个从卫星观测推算地面UVB辐射通量密度和红斑生物紫外辐射剂量的新的参数化方法。该方法基于一个简单的模式:大气辐射传输介质被简化成三个等效层:臭氧单独构成的吸收层，空气分子、云和气溶胶粒子组成的散射层，以及地面反射层。地面紫外辐射通量密度和生物紫外辐射剂量可以由臭氧层的等效透过率、散射层和地面的联合反射率计算。臭氧层的等效透过率可由大气臭氧总量计算。散射层和地面的联合反射率可由不存在臭氧吸收的紫外或可见光通道的反射辐射强度测量得到。该反演算法形式简单，只包含很少几个可从卫星测量获得的参数。它通过了一个可靠而相对复杂的基于DISORT的紫外辐射传输模式的检验。在广泛的计算条件下，包括晴天、云天、以及混浊大气，用这个简单算法计算的地面紫外辐射通量密度和红斑生物紫外辐射剂量与精确算法的结果相差无几。另外，还实际运用这个算法利用卫星观测资料反演地面紫外辐射通量密度，与地面实际观测资料做了比较，符合较好。     

臭氧·紫外辐射·紫外线指数

由于大氧臭氧含量日渐减少．世界各国对太阳紫外辐射及其危害越来越关注。近些年来,人类活动排放了大量的七。氟氟烃、含澳卤代烃等化合物质,这引起大气平流层臭氧相应减少。目前。已经证实,在南极和北半球高纬度地区的晴好天气下,地面紫外辐射有了明显增力＊,这与两地上空臭氧含量下降密切相关。另据报道,我国科学家在青藏高原（地球第三级）上空屯发现了臭氧低值区。保护臭氧层、避免紫外辐射危害,这已成为世界各国的共识。紫外（UV）辐射位于太阳辐射光谱区100～400urn之间,其辐射能仅占太阳辐射能量总量的8％,臭氧主要吸引其…     

大气化学·气候变化

大气的化学成份变化可导致大尺度和长期的气候变化,对流层普遍增暖,平流层冷却和地面太阳紫外辐射增多,成为控制全球气候环境的主要因子.由于这些变化大多数与人类活动的直接和间接影响有关,因此,如何合理地控制与规划人类活动,保护大气层改善人类生存的环境已成为当今全球人类密切关注的问题.     

气象卫星对臭氧总含量的探测

一、引言臭氧是大气中一种微量气体,它对于人类的生存具有重大意义。臭氧能吸收来自太阳的紫外辐射,起到保护人类免受过量紫外辐射的作用。臭氧主要集中在地面上10—40公里处。它是平流层内一种重要的大气成     

大气中H_2O、CO_2和O_3的重叠吸收对CO_2辐射效应的影响

本文研究了大气中 H_2O、CO_2和 O_3吸收带对因 CO_2增加一倍所引起的辐射收支扰动的重叠影响。这种影响与大气中的各种气体量以及吸收带的强度有关。我们用吸收带的窄谱带表达式研究了与气体含量的变化有关的这种影响。这个谱带表达式能考虑吸收带结构,从而说明吸收气体频谱特征的相关。据发现,H_2O 和 O_3的存在对 CO_2所引起的平流层中太阳辐射和热辐射扰动的影响都是比较小的。然而,在对流层和地面,这种重叠影响似乎是十分重要的,并且改变了 CO_2引起的辐射能量扰动的垂直分布。例如,在红外区,这个影响是减小了 CO_2放射辐射的效率,同时加强由于 CO_2增加所引起的从平流层来的向下热通量在对流层的吸收。各种气体的重叠吸收的净效果是使由于 CO_2增加而引起的对流层的加热变大和使引起的地面加热减小。我们也发现,由于大气中 H_2O的变化,重叠吸收影响有很强的季节和纬度变化。     

新证据:CFCs 破坏臭氧保护层

美国科学家向国会提议说,应当采取措施减少释放那些被认为可能正在破坏平流层中的臭氧层的化学物质,因为臭氧层有阻挡地球受到致癌紫外辐射的作用。加州大学教授舍伍德·罗兰说,释放氟氯烃类化合物(通常写作 CFCs)时产生的氯是破坏臭氧层的元凶。曾参加极地研究探险的一位美国国家海     

太阳紫外/光合有效辐射表标定方法探讨

平流层臭氧层变薄导致地面紫外辐射增加,紫外辐射的生态、气候学及环境效应使太阳紫外辐射的观测研究逐渐成为辐射研究的前沿问题。地基紫外辐射联网观测是获得紫外辐射时空分布的基础,而定期进行辐射表的标定是获取正确的、具有可比性的观测数据的基本保证。利用USB2000紫外/可见辐射光谱仪,采用标准灯传递能量的标定方法建立了紫外辐射表和光合有效辐射表标定系统,标定后的紫外辐射表不确定度为5%,光合有效辐射表不确定度为5%,能够很好地满足世界气象组织标准。该标定方法简单易行、运行费用低且精度较高,能够很好地进行中国辐射观测网中紫外与光合有效辐射表的标定工作。     

平流层臭氧变化对对流层气候影响的研究进展

平流层对对流层的作用是准确评估、预测对流层气候变化的一个重要方面。其中平流层成分尤其是臭氧的变化,可以改变平流层乃至对流层的辐射平衡,从而影响平流层、对流层的热动力过程。本文从辐射、动力2个角度介绍了平流层臭氧影响对流层气候变化的若干研究进展。平流层臭氧可以通过长短波辐射的方式对对流层大气造成辐射强迫,利用大气化学气候模式可以定量计算平流层臭氧变化引起的辐射强迫,但是辐射强迫的估算受模式中辐射传输模块本身缺陷的影响存在不确定性。动力方面,平流层臭氧变化产生的辐射效应可以改变温度的垂直和经向梯度,造成波折射指数的变化,进而影响平流层甚至对流层内波的折射与反射,通过上对流层下平流层区域内的波—流相互作用,对对流层气候产生影响。另外,南极臭氧损耗可通过大气环状模影响冬春季中高纬度对流层的天气气候,但是其影响的强度大小以及物理机制仍需进一步的确认。值得注意的是,北极平流层臭氧的变化与北半球中高纬度气候变化之间的关系相比南半球要更加复杂,需要更为深入的研究。     

北京地区太阳紫外辐射的观测与分析研究

利用北京地区太阳辐射和其它常规气象观测资料，得到了到达地面的太阳紫外辐射的计算公式，并将计算值与观测值进行了比较，两者吻合得比较好。最后给出了北京地区地面太阳紫外总辐射的变化趋势，计算结果表明，地面太阳紫外总辐射对大气浑浊度的变化比对大气臭氧总量的变化敏感得多。     

到达地面的太阳紫外辐射强度的观测

紫外辐射强度的公众服务一般用紫外线指数来表示，是衡量某地正午前后到达地面的太阳紫外辐射对人体皮肤（或眼睛）可能损害的程度指标,沱主要依赖于纬度，季节，平流层臭氧，云况，海拔，地面反照率和大气污染状态等条件，紫外线辐射强度的观测主要使用紫外光谱辐射计与滤光片式的紫外辐射表。     

到达地面的太阳柴油外车辆射强度的观测 到达地面的太阳紫外辐射强度的观测

紫外辐射强度的公众服务一般用紫外线指数来表示，是衡量某地正午前后到达地面的太阳紫外辐射对人体皮肤（或眼睛）可能损害的程度指标，它主要依赖于纬度、季节、平流层臭氧、云况、海拔高度、地面反照率和大气污染状态等条件。紫外线辐射强度的观测主要使用紫外光谱辐射计与滤光片式的紫外辐射表。     

长春地区紫外光谱（UV-A，UV-B）辐射观测和初步分析

利用我们研制的太阳—大气紫外光谱辐射计，从1992年5月在长春开始试验了野外观测，监视到达地表的太阳直射和大气散射紫外光谱辐射，主要给出长春地区地面紫外辐射，特别是紫外（UV）B段（280～320 nm）光谱辐射的一些基本特点和初步统计特征。由于地表UV-B辐射对生态系统和人类健康有危害作用，其强度随着臭氧减少而增加。该项观测分析将有助于监测和研究臭氧层变薄的实际效应。     

紫外线对生物生长发育及生理过程的影响

由于大气臭氧层变薄,太阳紫外辐射增强,强效应紫外辐射对生物的生长发育有抑制作用,使植株矮化,造成生物产量下降。     

南极臭氧洞对全球大气辐射加热场影响的数值模拟研究

为了探讨南极臭氧洞对全球气候的影响状况,我们用IAP_9层全球大气环流模式进行了南极臭氧洞气候效应的数值试验。本文分析了本次试验中南极臭氧洞引起的大气辐射加热场的变化,结果表明,南半球高纬和极地平流层臭氧含量的严重减少,不仅影响该地的大气辐射加热场,同时也使北半球平流层大气的辐射加热场发生改变。虽然对流层中层所受影响较少,但对流层下层南北半球的大气总辐射加热率的变化却相当明显,这些影响将使全球大气温度场产生明显变化。     

亚音速飞机排放物对地面紫外辐射的影响

根据世界民航组织和世界气象组织有关专家对当前亚音速飞机排放量的估计和将来20年内增长的预测,用辐射传输模式估算了飞机排放物对地面紫外辐射水平的影响。计算使用DISORT程序,这是一个经过检验可以较好地包括多次散射作用的离散坐标法程序。分别检验了飞机排放煤烟、硫酸盐粒子和卷云的多次散射及引起的臭氧增加对地面280～400 nm紫外辐射的影响。结果表明：根据目前的估计和预测,飞机排放的煤烟和硫酸盐粒子对地面紫外辐射没有影响;引起的臭氧变化也不至于引起地面紫外辐射的变化。但如果天空存在一层卷云（光学厚度0.042）,就足以使得地面直射紫外辐射减少5%,总紫外辐射增加1%～2%。有资料表明,飞机排放的水汽可能使得某些地区卷云量增加了10%。因此,可能会对地面紫外辐射产生影响。     

大气中的水汽对太阳紫外辐射消光的可能机制分析

本文给出了北京地区晴天和实际天气条件下到达地面太阳紫外总辐射的一种计算方法，分析了影响到达地面太阳紫外总辐射的各主要因子的主次贡献，重点讨论了水汽在参与大气中的光化学反应过程中，对到达地面的太阳紫外总辐射消光的可能机制。     

太阳准周期变化对北半球夏季平流层加热率的影响

采用1979—2013年6—8月欧洲中期数值预报中心ERA-Interim逐月再分析资料和2004—2010年6—8月美国国家大气和海洋管理局太阳光谱辐照度资料,利用北京气候中心大气辐射模式,计算了北半球平流层夏季臭氧加热率(Ozone Heating Rate,OHR)和净加热率(Net Heating Rate,NHR),分析了太阳准11 a变化中太阳活动强年与弱年纬向平均OHR(NHR)的差异,并讨论了差异形成的原因。结果表明:太阳活动强年比弱年的紫外辐射明显要强,导致OHR、NHR整层增强,且随高度增加而增加;臭氧浓度在平流层下层较小,在平流层上层较大,该变化导致OHR、NHR有类似的变化型,且稍向高处偏移;OHR、NHR在平流层上层的变化,由紫外辐射和臭氧共同作用,其他地区均为臭氧起主要作用。     

阿克达拉大气本底站紫外辐射特征及影响因素分析

利用阿克达拉大气本底站基准辐射观测站紫外辐射UV-A和UV-B数据,分析阿克达拉大气本底站紫外辐射和UV-B在不同时间尺度、云量和降水过程的变化特征。结果表明：阿克达拉大气本底站全年紫外辐射年总量达到321.1 MJ/m2,年均日曝辐量为0.88 MJ/m2,UV-B年曝辐量为5.3 MJ/m2,紫外辐射年平均值占总辐射年平均值的比例为5.6%。紫外UV和紫外UV-B的辐射强度的季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季。夏季紫外辐射曝辐量是冬季的2.79倍;UV-B夏季平均日曝辐量是冬季的8.10倍。积雪导致紫外辐射及占总辐射比值增大,积雪期与非积雪期紫外辐射占总辐射比值均值分别为6.53%和5.83%,积雪使地面紫外辐射增加25.89%。在多云与阴雨时可能由于水汽作用大量吸收波长较大的红外辐射致使紫外辐射与总辐射的比值较大。