大城市气溶胶对光化辐射通量及臭氧的影响研究(Ⅱ)——数值试验分析

城市化已引起大量痕量气态污染物、气溶胶以及臭氧前体物的人为排放,从而引起区域大气化学循环的扰动变化。在分析国内外研究现状与观测实例的基础上,进一步用辐射模式与化学模式研究了气溶胶对到达地面的光化辐射通量以及臭氧形成的影响,表明气溶胶可显著减小到达地面的光化学辐射通量,减缓光化学反应进程,并进一步抑制臭氧的形成;在目前广州等大城市的污染过程中,高浓度的气溶胶可造成光化学辐射通量衰减高达70%~80%,紫外线的衰减比可见光更明显,在可见光波段随波长增大衰减幅度减小,气溶胶层的存在对短波长激发的光化学过程的影响更加显著。分析说明城市污染大气中光化学反应的生成物与反应物之间存在自抑制过程,在目前的城市群复合污染情况下,气溶胶与臭氧之间的非线性相互作用值得关注。     

联合反演大气气溶胶光学特性和地面反照率

利用一种直接由天空亮度的相对分布反演气溶胶光学特性的方法。数值试验表明天空亮度相对分布的变化对地面反照率并不敏感,这样通过地基多个方向天空亮度的测量,并与模式计算结果相比较,定出大气气溶胶的光学厚度和相函数。在得到大气气溶胶的相函数和光学厚度的基础上,用GMS-5气象卫星可见光通道的资料求出了北京地区可见光波段的地面反照率。     

上海地区大气气溶胶光学特性的初步研究

上海是东亚重要的沿海城市之一,其上空大气气溶胶光学特性的研究对了解上海及我国东部沿海地区的环境和气候影响等方面都具有重要性,至今尚无这方面的实际观测分析。本工作利用2000年6月到2002年12月之间测得的上海地区太阳直接辐照度数据,分析之后得出大气气溶胶光学厚度值,并统计分析了大气气溶胶光学厚度的季节变化及其与地面能见度的关系,最后给出了气溶胶消光谱。通过上述工作,发现上海地区大气气溶胶光学厚度具有夏季最大,春季次之,冬季最小的相对稳定的特点。此外,地面能见度及其倒数作为一个相对容易获得的参数,与大气气溶胶的光学厚度具有较好的相关性,可以考虑将其倒数作为一个约束气溶胶光学厚度分布的物理参数,这对今后的观测和研究都具有一定的实际意义。     

山东气溶胶光学厚度时空分布及其与地面大气污染物质量浓度的相关性分析

基于卫星的气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness,AOT)是研究大气污染程度及时空变化的重要参考,由于大气污染物排放特征、地理和气候背景不同,不同区域AOT的时空分布及其与地面大气污染物质量浓度的相关性存在一定的差异.选取了2017年7月-2020年7月山东89个国家环境空气质量监测站数据、...     

祁连山区云光学特征的遥感反演与云水资源的分布特征分析

利用Terra和Aqua卫星上载的MODIS探测器接收资料和祁连山区及周边气象台站6 h降水量资料,应用6S辐射传输模式和Mie模式,针对2002—2005年以来的18次大范围云覆盖的祁连山区,反演了云的光学厚度、云粒子有效半径以及云液态含水量等参数,结合地理信息系统分析了其随海拔高度变化的分布特征及其与地面降雨量的关系.结果表明:祁连山区云的光学厚度、云粒子有效半径以及云液态含水量分布受地形影响具有显著的地域差异,最大值分布在海拔4 300 m以下的山区,是云水资源丰富区和易降水区;云宏观特征参数与地面6 h降水量成正相关关系,产生降水概率较大的云光学厚度在8~20之间,云粒子有效半径在6~12μm之间,云液态含水量在0.04 g·m^-3就能产生降水.祁连山区云液态含水量可高达0.15 g·m^-3,表明山区云水资源具有很大的开发潜力.     

笔石光学结构的反射率十字图解研究

应用反射率十字图解研究了中国部分地区下古生界地层中动物有机碎屑笔石的光学各向异性。研究结果表明 ,在成熟度较低时 ,笔石呈现双光轴中性特征 ,即Rmax-Rint≈Rint-Rmin;随成熟度的增加 ,笔石具有明显的双光轴负光性特征 ,即Rmax-Rint相似文献   

珠穆朗玛峰地区大气气溶胶光学特性

本文提出了用宽带辐射资料回归内插求取大气光学厚度谱的方法。利用1966年和1968年珠穆朗玛峰地区科学考察期间得到的太阳直接辐射光谱资料，获得了该地区大气气溶胶光学厚度谱。最高观测站东绒布冰川(海拔6300m)波长在0.55 μm的气溶胶光学厚度春季平均为0.044±0.017，与南极地区有相似的量级，比内陆人口密集地区小一个数量级。由光学厚度谱反演出了珠峰地区的大气气溶胶的粒子谱分布特征，并与包括1986年中美西藏科学考察结果在内的诸多资料做了对比。研究表明，拉萨的大气气溶胶光学厚度在1966—1986的20年间平均约有1.8%的年增长率。     

长时序大范围内陆水体光学遥感研究进展

地球表面的江河、湖泊和水库等内陆水体是水资源的主要组成部分,由气候变化和人类活动所引起的内陆水体分布和水质时空变化等问题已成为各国科学家和政府关注的热点.相比常规实地采样监测手段,卫星遥感在长时序、大范围内陆水体监测方面具有重要优势.受到海洋水色遥感理论和方法的推动,同时也得益于内陆水体光学特性数据的不断积累,近年来内...     

海气界面液滴粒径分布测量装置的原理设计和试验

海气界面液滴粒径分布的测量对于海气界面通量的准确估算具有重要的意义。在分析多种测量技术的基础上,结合海上测量环境,设计了光学测量装置,给出了利用多环散射光信号计算液滴粒径分布的方法。实验分析表明,该装置可用于进行透明喷雾状的液滴粒径测量。     

Data augmentation for bias correction in mapping PM2.5 based on satellite retrievals and ground observations

As most air quality monitoring sites are in urban areas worldwide, machine learning models may produce substantial estimation bias in rural areas when deriving spatiotemporal distributions of air pollutants. The bias stems from the issue of dataset shift, as the density distributions of predictor variables differ greatly between urban and rural areas. We propose a data-augmentation approach based on the multiple imputation by chained equations (MICE-DA) to remedy the dataset shift problem. Compared with the benchmark models, MICE-DA exhibits superior predictive performance in deriving the spatiotemporal distributions of hourly PM_2.5 in the megacity (Chengdu) at the foot of the Tibetan Plateau, especially for correcting the estimation bias, with the mean bias decreasing from –3.4 µg/m³ to –1.6 µg/m³. As a complement to the holdout validation, the semi-variance results show that MICE-DA decently preserves the spatial autocorrelation pattern of PM_2.5 over the study area. The essence of MICE-DA is strengthening the correlation between PM_2.5 and aerosol optical depth (AOD) during the data augmentation. Consequently, the importance of AOD is largely enhanced for predicting PM_2.5, and the summed relative importance value of the two satellite-retrieved AOD variables increases from 5.5% to 18.4%. This study resolved the puzzle that AOD exhibited relatively lower importance in local or regional studies. The results of this study can advance the utilization of satellite remote sensing in modeling air quality while drawing more attention to the common dataset shift problem in data-driven environmental research.