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西北干旱半干旱地区地表辐射的观测研究
作 者: 田磊
导 师: 张武
学 校: 兰州大学
专 业: 大气物理学与大气环境
关键词: 地表辐射 地表反射率 沙尘气溶胶 总散射系数 吸收系数
分类号: P412
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
本文利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2006年-2010年的地表辐射观测资料、2008年在张掖国家气候观象台中美沙尘暴联合观测试验的地表辐射及气溶胶观测资料,分析了半干旱区地表辐射各分量的变化特征,以及干旱区春季地表辐射各分量的变化特征,并与SACOL站同期资料做了对比;以张掖观象台观测数据为例,分析并估算了沙尘对地表辐射的影响,讨论了春季沙尘和非沙尘天气条件下沙尘气溶胶辐射效应(散射和吸收)的特征。主要结论如下:1)SACOL站太阳总辐射月平均最大值出现在5月,为451.1 Wm-2;月平均最小值出现在12月,为275.8 Wm-2。2)SACOL站地表反射太阳辐射,月平均最大值出现在2月,为102.2 Wm-2;月平均值最小值出现在10月,为54.8 Wm-2。3)SACOL站净辐射月平均值都为正值,最大值出现在6月,为104.9 Wm-2;最小值出现在12月,为3.2 Wm-2。地表反射率2月出现最大值,为0.31;9月出现最小值,为0.17;冬季普遍高于其他季节。4)SACOL站所在区域上空的气溶胶含量多于张掖站,从而使SACOL站的太阳总辐射日极值无论在有云天还是晴天都小于张掖站。5)对张掖站的数据进行分析结果表明,沙尘对太阳总辐射有一定程度的削弱作用,经估算,大气浑浊度每增加0.1,太阳总辐射平均减少约10.45 Wm-2;当大气浑浊度一定时,沙尘粒子越小,对太阳总辐射的削弱效率就越高。当大气浑浊度小于0.3时,大气逆辐射有随大气浑浊度的增加而增加的趋势;大气浑浊度大于0.3时,大气逆辐射有随大气浑浊度增加而减小的趋势。6)在非沙尘天气条件下,张掖站的总散射系数和吸收系数日变化都呈双峰型,峰值出现的时间也基本一致。沙尘天气下,总散射系数日变化有两个峰值,而吸收系数除与总散射系数同时出现的两个峰值之外,在早晨8:00点左右还有一个峰值。非沙尘日的气溶胶细粒子所占比例的变化较为明显,日较差比沙尘日的大。沙尘暴发生时,气溶胶总散射系数有明显的突变。
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全文目录
中文摘要 4-5 Abstract 5-9 第一章 绪论 9-17 1.1 选题背景 9 1.2 地表辐射平衡研究进展 9-14 1.2.1 国际进展 9-10 1.2.2 国内进展 10-11 1.2.3 大气气溶胶对辐射的影响 11-14 1.3 本文的研究目的及意义 14-15 1.4 本文的特色及主要内容 15 参考文献 15-17 第二章 观测站点、资料及研究方法 17-26 2.1 观测站点 17-19 2.1.1 SACOL站介绍 17 2.1.2 张掖国家气候观象台 17-19 2.2 仪器介绍 19-23 2.2.1 SACOL站仪器 19-20 2.2.2 张掖观测站仪器 20-23 2.3 资料及质量控制 23-25 2.3.1 SACOL站地表辐射资料 23-25 2.3.2 张掖站资料 25 参考文献 25-26 第三章 地表辐射 26-37 3.1 引言 26 3.2 太阳辐射 26-27 3.3 SACOL站地表辐射分析 27-34 3.3.1 短波辐射 27-29 3.3.2 长波辐射 29-31 3.3.3 净辐射 31-32 3.3.4 地表反射率 32-34 3.4 2008年春季SACOL站与张掖站地表辐射的对比分析 34-35 3.5 本章小结 35-37 第四章 沙尘气溶胶对地表辐射的影响 37-44 4.1 引言 37 4.2 理论基础 37-40 4.3 沙尘对太阳总辐射的影响 40-41 4.4 沙尘对大气逆辐射的影响 41-42 4.5 本章小结 42-43 参考文献 43-44 第五章 沙尘气溶胶的光学特性 44-56 5.1 引言 44 5.2 气溶胶光学特性总体分布 44-45 5.3 气溶胶总散射系数分析 45-46 5.4 沙尘气溶胶光学特性分析 46-51 5.4.1 非沙尘日总散射系数和吸收系数的日变化 47-49 5.4.2 沙尘日总散射系数和吸收系数的日变化 49-51 5.5 气溶胶后向散射比 51-52 5.5.1 日均值 51 5.5.2 非沙尘日与沙尘日后向散射比日变化的比较 51-52 5.6 一次沙尘暴过程中气溶胶散射特性 52-54 5.7 本章小结 54-55 参考文献 55-56 第六章 总结与展望 56-58 6.1 本文主要结论 56-57 6.2 存在的一些问题和对今后工作的展望 57-58 在学期间的研究成果 58-59 致谢 59
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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
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