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河北地区秋季气溶胶飞机探测资料分析

作　者: 张瑜
导　师: 银燕
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 大气物理学与大气环境
关键词: 飞机探测 气溶胶 云微物理特征 谱分布 河北地区
分类号: X513
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


利用河北省2005～2007年秋季不同天气下气溶胶、云飞机观测资料和宏观天气资料,综合分析了河北地区不同天气条件下大气气溶胶的垂直分布、尺度谱分布特征、以及降水云系的微物理结构特征。分析结果表明:（1）石家庄市区秋季气溶胶地面附近高度细粒子数浓度为103～104cm-3,大粒子数浓度为10-1～100cm-3,细粒子平均直径在0.15～0.21μm之间,大粒子平均直径范围为1.5～3.2μm;1～2km高度层内细粒子数浓度为102～103cm-3,大粒子数浓度为10-2～10-1cm-3,较地面减少1个量级,细粒子平均直径为0.13～0.23μm,大粒子平均直径为1.8～2.9μm。邯郸的污染最严重,700m、1200m、3000m三个高度层内气溶胶数浓度比邢台、保定和石家庄高出2倍左右;海洋上空（曹妃店）气溶胶最低,气溶胶数浓度为101～102cm-3,比陆地上空低一个量级。（2）气溶胶粒子浓度垂直方向上变化明显,最大值主要集中在边界层内;除去有云和逆温的情况,粒子数浓度和平均直径一般随高度增加减小;有逆温存在的情况下,粒子数在逆温层底累积。（3）相对湿度对气溶胶浓度和直径的分布有很大影响,湿度增大,粒子直径变大,细粒子数减少。（4）气溶胶细粒子谱除在降水天气下呈双峰分布外,晴天、多云、阴天天气下气溶胶细粒子呈单峰分布;粗粒子谱多呈单峰分布。（5）晴天条件下当相对湿度在40～50%左右,气溶胶数浓度在103～104cm-3时,CCN数浓度较高,达到103cm-3;同一过饱和度情况下（S=0.5）,邯郸工业区上空CCN数浓度大于机场上空（郊区）。综合分析云微物理结构资料发现:（1）高层云底部云滴数大于中上部,云滴数变化范围为10～120cm-3,云滴平均直径为9.21μm,其中云底部粒子平均直径为8.19μm,中上部平均直径为11.66μm,即随高度增加粒子直径增大。最大云水含量为0.25g/m3,其中底层平均云水含量为0.025g/m3。（2）与高层云不同,层积云中上部云滴数浓度高于底部,云滴数浓度变化范围为10～80cm-3。云滴平均直径7.56μm,通常随高度增加云滴直径先增大后减小,平均液态含水量为0.0418g/m3,最大云水含量为0.169g/m3,云底部高于中上部,即云水含量随高度减少。（3）双峰谱在锋区云中出现时,总是伴随着云滴谱的加宽,大云滴数目增多,小云滴数目减少;云滴谱的变窄、双峰的消失与含水量的起伏有一定的关系。（4）通过计算云下气溶胶和云滴数之间的相关达到0.827,且通过了显著性水平为0.05的t检验,说明云下气溶胶数浓度同云滴数浓度之间存在正相关关系。

全文目录


摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章 前言  11-20
  1.1 研究意义  11-12
  1.2 研究现状  12-16
    1.2.1 气溶胶研究现状  12-14
    1.2.2 云微物理特征研究现状  14-15
    1.2.3 气溶胶间接效应研究现状  15-16
  1.3 研究目的  16-17
  1.4 研究内容  17
  参考文献:  17-20
第二章 观测设备及资料的计算方法  20-25
  2.1 仪器介绍及其工作原理  20-21
  2.2 数据处理方法  21-23
  参考文献:  23-25
第三章 大气气溶胶分布研究  25-62
  3.1 飞行方案  25-27
  3.2 宏观天气系统及天气实况  27-30
  3.3 气溶胶特征值的统计分析  30-41
    3.3.1 地面附近气溶胶特征值统计分析  30-33
    3.3.2 城市上空气溶胶特征值统计分析  33-41
  3.3 气溶胶垂直分布特征  41-46
  3.4 不同天气条件下气溶胶数浓度、尺度的垂直分布特征  46-52
  3.5 气溶胶平均谱分布特征  52-56
  3.6 CCN分布特征  56-61
  参考文献:  61-62
第四章 云微物理研究  62-68
  4.1 云微物理结构的观测研究  62-65
    4.1.1 云滴特征量的垂直分布  62-64
    4.1.2 云滴平均谱分布  64-65
  4.2 云下气溶胶数浓度和云滴数浓度之间的关系  65-66
  参考文献:  66-68
第五章 主要结论和创新点  68-70
  5.1 主要结论  68-69
  5.2 创新点  69
  5.3 研究中存在的问题及展望  69-70
致谢  70

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 大气污染及其防治 > 粒状污染物
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