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新疆山区云水资源卫星资料应用研究
作 者: 彭宽军
导 师: 陈勇航
学 校: 东华大学
专 业: 环境工程
关键词: 云水资源 Aqua 低层云量 CloudSat 云顶高度
分类号: P412.15
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
新疆地区的水资源短缺问题使得当地的社会经济发展和生态环境的矛盾日趋尖锐,而人工增水是缓解新疆地区水资源短缺的重要途径之一。山区是该地区云水资源相对丰富的地区,对其云水资源时空分布特征进行系统的研究,有助于科学合理地开发云水资源,降低人工增水作业成本。随着卫星技术的发展,人类在云观测的技术上取得了长足进步,利用卫星反演云参量结合其他观测手段可以了解云系的宏微观特征,帮助科学地确定人工增水作业区。本文利用美国航空航天局(NASA)发布的2003年1月至2007年12月CERES SSF Aqua MODIS Edition1B/2B/2C资料研究了阿尔泰山、天山和昆仑山区云总云量和低云层参量的多年平均空间分布特征、季节变化特征、年变化特征和多年变化趋势。应用应用2006年6月至2008年12月CloudSat卫星云廓线雷达(CPR)资料对阿尔泰山、天山和昆仑山区不同云类的云顶、云底高度随时间变化特征以及不同云类云量所占比例的季节和年变化特征进行了分析。结果表明,昆仑山的总云量资源最丰富,比阿尔泰山高9.25%,比天山多7.81%。,三大山区低云层的云量(lower layer cloud coverage)多年平均区域值在18-30%之间。水云的云水柱含量多年平均区域值在25-60g/m2之间,多年平均的空间总体分布特征与低云量很相似,即三大山区和天山北麓一带为高值区,塔克拉玛干沙漠和吐鲁番盆地两处为低值区。冰云云水柱含量多年平均区域值在70~155g/m2之间,高值区分布在天山山区西段和中段以及昆仑山区,而阿尔泰山区平均值相对较低。冰云粒子有效直径多年平均最高值达42-48μm左右;在季节变化上,昆仑山区和阿尔泰山区总云量夏季平均值均最高,分别为60.42%和52.03%,天山山区春季平均值最高,为52.85%。低层云量的春季和夏季的平均值高于秋季和冬季值,水云云水柱含量的平均值从春季到夏季减小,秋季开始增大,冬季平均值为四个季节中的最大值,冰粒子有效直径春季平均值最大。三大山区的云顶和云底高度具有不同的变化区间,并且存在明显的季节变化,同类云的云顶和云底高度在各山区有显著的不同,三大山区八种云类中适宜于人工增水的高层云出现的频率最大。
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全文目录
摘要 5-7 ABSTRACT 7-11 第一章 引言 11-21 1.1 研究背景 11-15 1.1.1 新疆地区水资源概述 11-12 1.1.2 人工增水现状 12-14 1.1.3 云的作用 14-15 1.2 研究内容和意义 15-16 1.2.1 研究内容 15 1.2.2 研究意义 15-16 1.3 研究方法和技术路线 16-17 1.4 国内外进展 17-19 1.4.1 国内研究进展 17-18 1.4.2 国外研究进展 18-19 1.5 本文研究的特色 19-21 第二章 卫星资料介绍 21-25 2.1 Aqua卫星概况 21 2.2 Cloudsat卫星概况 21-23 2.3 AQUA卫星、Cloudsat卫星与"A-Train"卫星群 23-25 第三章 新疆地区云时空分布特征 25-47 3.1 总云量分布特征 26-29 3.1.1 总云量多年平均空间分布 26-28 3.1.2 总云量多年平均季节空间分布特征 28-29 3.2 低云参量时空分布特征 29-44 3.2.1 云量特征 29-33 3.2.1.1 云量多年平均空间分布 29-30 3.2.1.2 云量季节变化 30 3.2.1.3 云量年变化 30-31 3.2.1.4 云量多年变化趋势 31-33 3.2.2 水云云水柱含量特征 33-37 3.2.2.1 水云云水柱含量多年平均空间分布 33-34 3.2.2.2 水云云水柱含量季节变化 34-35 3.2.2.3 水云云水柱含量年变化 35 3.2.2.4 水云云水柱含量多年变化趋势 35-37 3.2.3 冰云云水柱含量特征 37-41 3.2.3.1 冰云云水柱含量多年平均空间分布 37-38 3.2.3.2 冰云云水柱含量季节变化 38 3.2.3.3 冰云云水柱含量年变化 38-39 3.2.3.4 冰云云水柱含量多年变化趋势 39-41 3.2.4 冰云粒子有效直径含量特征 41-44 3.2.4.1 冰云粒子有效直径多年平均空间分布 41-42 3.2.4.2 冰云粒子有效直径季节变化 42 3.2.4.3 冰云粒子有效直径年变化 42-43 3.2.4.4 冰云粒子有效直径多年变化趋势 43-44 3.3 结论 44-47 第四章 利用CloudSat分析不同云类及其高度特征 47-77 4.1 三大山区不同云类所占比例的季节和年变化特征 48-53 4.1.1 阿尔泰山区 48-50 4.1.2 天山山区 50-51 4.1.3 昆仑山区 51-53 4.2 三大山区不同云类云顶和云底高度随时间变化特征 53-63 4.3 三大山区云顶和云底高度段频数变化特征 63-73 4.3.1 阿尔泰山区云顶和云底高度频数变化特征 63-67 4.3.2 天山山区云顶和云底高度频数变化特征 67-70 4.3.3 昆仑山区云顶和云底高度频数变化特征 70-73 4.4 小结 73-77 第五章 总结与讨论 77-81 5.1 Aqua卫星的研究结论 77-78 5.2 CloudSat卫星的研究结论 78-79 5.3 问题与讨论 79-81 参考文献 81-85 攻读学位期间发表论文情况 85-86 致谢 86
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学(气象学) > 大气探测(气象观测) > 探测技术与方法 > 地面气象观测 > 云的观测
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