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塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征研究

作　者: 金莉莉
导　师: 何清
学　校: 新疆师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 塔克拉玛干沙漠紫外辐射比值
分类号: P422.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

利用塔克拉玛干沙漠大气环境监测站2007年1～12月紫外辐射、总辐射和地面气象观测数据,2007年4～5月直接和散射辐射数据,分析了塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征及影响因子,紫外辐射与总辐射关系,重点分析了不同天气型紫外辐射及紫外辐射与总辐射比值变化特征。建立了估算方程,利用紫外辐射计算臭氧并检验。主要结论如下:（1）紫外辐射和紫外UV-B辐射年总量分别为305.64MJ·m^-2·a^-1和8.59 MJ·m^-2·a^-1。7月最大,12月最小。冬季的紫外和紫外UV-B辐射大约只有夏季的2/5多一点和1/4多一点。紫外和紫外UV-B辐射全年瞬时强度峰值均在6月份,分别为66.9W·m^-2和2.51W·m^-2。（2）紫外辐射年平均值在总辐射年平均值中所占比例为4.99%,平均变化范围为4.16%～5.9%。紫外辐射在总辐射中所占比例变化位相为单峰型,夏季大,冬季小,春、秋季居中。随着云量的增多,紫外辐射与总辐射的比值增大,随着沙尘的增多,其比值减小。紫外辐射与总辐射比例和总辐射的关系具有显著的季节变化特征,其比例在春季最小,春季和冬季集中在4.5%左右,夏季为全年最高,集中在5.5%左右,秋季集中在4.7%左右。（3）紫外辐射受云量和沙尘影响很大。紫外辐射随总云量增多降低,碧空最大。与晴天相比,阴天UV和UV-B辐射分别减少31.68%和33.69%;多云天UV和UV-B辐射分别减少15.74%和16.89%;少云天UV和UV-B辐射分别减少11.64%和13.15%。层积云（Sc）、卷云（Ci）时,平均紫外UV辐射比晴天分别减少23.63%、12.53%;平均紫外UV-B辐射比晴天分别减少17.47%、14.31%。随着沙尘的增多,紫外辐射值越小,沙尘暴天气时UV和UV-B辐射值为沙尘天气中最小值。浮尘、扬沙天气,UV和UV-B辐射分别被削弱了11.91%和14.68%,沙尘暴天气分别被削弱了41.91%和44.32%。云量和沙尘对UV-B的衰减大于对UV的衰减。（4）紫外辐射与总辐射关系密切,且呈显著正相关。在常规气象要素中,地温与紫外辐射的关系最密切。拟合方程比较稳定和可信,可用来估算塔中紫外辐射值。根据白建辉的经验公式,对塔中2007年4月9日～5月20日的数据做逐步回归分析,得出,在塔中决定O3的主要因子是散射因子,其次是光化学因子,最后是UV。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-8
1 引言  8-14
  1.1 选题依据  8
  1.2 研究意义  8-9
  1.3 国内外文献综述  9-13
    1.3.1 国外研究进展  10-11
    1.3.2 国内研究进展  11-13
  1.4 研究目的及主要内容  13-14
2 研究区概况  14-17
  2.1 塔克拉玛干沙漠概况  14-16
  2.2 塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站概况  16-17
3 研究资料与方法  17-20
  3.1 实验仪器  17-18
  3.2 数据采集和处理  18-20
    3.2.1 辐射数据  18-19
    3.2.2 地面气象观测数据  19-20
4 塔中紫外辐射基本特征  20-30
  4.1 紫外辐射和紫外UV-B 辐射特征  20-29
    4.1.1 紫外辐射和紫外UV-B 辐射年变化特征  20-21
    4.1.2 紫外辐射和紫外UV-B 辐射季节变化特征  21-24
    4.1.3 紫外辐射和紫外UV-B 辐射平均日变化特征  24-25
    4.1.4 紫外辐射和紫外UV-B 辐射极值变化特征  25-26
    4.1.5 典型晴天下不同季节紫外辐射日变化  26-27
    4.1.6 典型天气紫外辐射和紫外UV-B 辐射特征  27-29
  4.2 小结  29-30
5 紫外辐射与总辐射的关系  30-39
  5.1 紫外辐射与总辐射的年变化及相关  30-32
  5.2 紫外辐射与总辐射的比值  32-33
  5.3 紫外辐射与总辐射比值的季节变化  33-35
  5.4 紫外辐射与总辐射比值的日变化  35-36
  5.5 紫外辐射与总辐射比值与总辐射的关系  36-38
  5.6 小结  38-39
6 影响紫外辐射的因子分析  39-46
  6.1 太阳高度角的影响  39-40
  6.2 云量和云状的影响  40-42
    6.2.1 云量  40-42
    6.2.2 云状  42
  6.3 沙尘的影响  42-45
  6.4 小结  45-46
7 紫外辐射经验估算方程的建立  46-58
  7.1 相关因子及其可能影响机制分析  46-53
    7.1.1 总辐射与紫外辐射  46-47
    7.1.2 气温与紫外辐射  47-49
    7.1.3 0cm 地温与紫外辐射  49-50
    7.1.4 比湿与紫外辐射  50-52
    7.1.5 云量与紫外辐射  52
    7.1.6 能见度与紫外辐射  52-53
  7.2 紫外辐射的估算  53-54
  7.3 检验与误差分析  54-56
  7.4 小结与讨论  56-58
    7.4.1 讨论  56
    7.4.2 结论  56-58
8 臭氧总量的经验计算  58-62
  8.1 臭氧总量的经验算法（白建辉经验公式）  58
  8.2 计算结果  58-59
  8.3 估算值与观测值比较  59-61
  8.4 小结与讨论  61-62
结论与展望  62-65
参考文献  65-71
在读期间发表的论文  71-72
后记  72

塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征研究

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