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基于卫星观测的华东地区2000--2016年气溶胶特性分布及气溶胶--云相关性

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摘要

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究进展

1.2.1气溶胶光学特性的相关研究进展

1.2.2气溶胶-云相互作用的相关研究进展

1.3论文研究主要内容

第二章研究区域概况和数据资料

2.1中国东部区域概况

2.2气溶胶及云参数的卫星观测

2.2.1 MODIS

2.2.2 TRMM

第三章气溶胶光学特性的时空分布及其影响因素

3.1气溶胶光学特性的年相关系数的空间分布及其影响因素

3.2气溶胶光学特性的季节相关系数的空间分布特征

3.3气溶胶光学厚度的月变化特征

3.4本章小结

第四章气溶胶-云的相关系数的空间分布

4.1气溶胶光学厚度(AOD)与水汽含量(WV)

4.2气溶胶光学厚度(AOD)与云滴有效半径(CER)

4.3气溶胶光学厚度(AOD)与云量(CF)

4.4气溶胶光学厚度(AOD)与云顶气压(CTP)

4.5气溶胶光学厚度(AOD)与云顶温度(CTT)

4.6本章小结

第五章气溶胶-云的时间相关性

5.1.1气溶胶光学厚度(AOD)与水汽含量(WV)

5.1.2气溶胶光学厚度(AOD)与云滴有效半径(CER)

5.1.3气溶胶光学厚度(AOD)与云量(CF)

5.1.4气溶胶光学厚度(AOD)与云顶气压(CTP)

5.1.5气溶胶光学厚度(AOD)与云顶温度(CTT)

5.2气溶胶光学厚度-云的逐月变化及相互作用

5.2.1气溶胶光学厚度(AOD)与水汽含量(WV)

5.2.2气溶胶光学厚度(AOD)与云滴有效半径(CER)

5.2.3气溶胶光学厚度(AOD)与云量(CF)

5.2.4气溶胶光学厚度(AOD)与云顶气压(CTP)

5.2.5气溶胶光学厚度(AOD)与云顶温度(CTT)

5.3本章小结

6.1主要结论与讨论

6.2本论文工作的创新点

6.3本文不足与工作展望

致谢

参考文献

作者简介

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摘要

云和气溶胶是地气系统中重要的组成部分,对地气系统的辐射收支有重要作用。近年来,气溶胶的变化及其辐射强迫和对气候系统的影响得到了科学界的高度重视。近几十年来,中国东部社会经济飞速发展,排放的气溶胶粒子以及经过光化学反应产生的二次气溶胶污染物也在日益增加,造成了严重的环境和气候问题。因此,研究中国东部地区气溶胶的时空分布特征以及气溶胶-云相互作用对充分认识中国东部的气候特征具有重要的科学价值和现实意义。 本文利用华东地区2000-2016年MODIS/Terra数据,探究了华东地区气溶胶光学特性的相关系数的空间分布特征及气溶胶-云之间的相关性。结果表明,华东地区北部的污染较南部严重很多,高值中心出现在山东省,AOD值已高于1.0。且随着AOD的增加,Angstrom指数是减少的,这可能是由于粒子在多云地区附近的吸湿生长而造成的颗粒膨胀在MODIS数据中起主要作用。AOD值在夏季达到全年最高,低值则出现在春季。 然后,我们分析了AOD与云参数(大气可降水量,WV;云滴有效半径,CER;云量,CF;云顶温度。CTT;云顶气压,CTP)之间的时空相关性。在相关系数的空间分布的分析中, AOD与CTP的变化和AOD与CTT的变化十分相似,在大部分地区呈负相关,华东地区南部,AOD与CER、CF之间的相关系数的空间分布符合第一间接效应,呈负相关,相关系数在-0.2-0.0之间;其余地区则出现反第一间接效应,相关系数高达0.6-0.8,这可能是由于大气中过饱和的气溶胶颗粒造成的。在时间相关性的分析中,AOD在长达16年的时间里是有所增加的,当其增加到0.7以后,由于气溶胶颗粒开始争抢水汽,小云滴的大量减少使得云可以更好的发展抬升,WV随之减少,CER和CF有所增加,CTP和CTT同步减小。一年之中,AOD的最高值出现在6月,11月为全年最低,在这个过程中,季风与气象要素起到至关重要的作用。并在时间相关性的分析中发现,5月是一个时间节点,在5月之前,AOD与WV、CER、CF呈负相关关系,与CTP、CTT呈正相关关系,而在5月之后,则刚好相反。

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