论文

宁夏典型沙尘天气条件下气溶胶分布特征研究

  • 常倬林 ,
  • 崔洋 ,
  • 张武 ,
  • 翟涛 ,
  • 田磊
展开
  • 宁夏气象防灾减灾重点实验室, 银川 750002;2. 兰州大学大气科学学院 半干旱气候变化教育部重点实验室, 兰州 730000

收稿日期: 2013-10-10

  网络出版日期: 2015-08-28

基金资助

宁夏自然基金项目(NZ12279, NZ13253); 中国气象局气候变化专项(CCSF201323); 公益性行业(气象)科研专项(GYHY201306027); 中国气象局关键技术集成(CMAGJ2014M59)

Temporal and Spatial Distribution of Atmospheric Aerosol in Typical Dusty Weather over Ningxia

  • CHANG Zhuolin ,
  • CUI Yang ,
  • ZHANG Wu ,
  • ZHAI Tao ,
  • TIAN Lei
Expand
  • Key Laboratory of Meteorological Disaster Preventing and Reducing in Ningxia, Yinchuan 750002, China;2. Key Laboratory for Semi-Arid Climate Change with the Ministry of Education, School of Atmospheric, Lanzhou 730000, China

Received date: 2013-10-10

  Online published: 2015-08-28

摘要

利用2006-2010年期间云-大气气溶胶激光雷达红外探索卫星(CALIPSO)星载激光雷达(CALIOP)数据和宁夏地区常规气象观测资料, 分析研究了典型沙尘天气条件下宁夏地区大气气溶胶光学性质的分布特征。结果表明: CALIPSO资料能有效地反映宁夏地区沙尘气溶胶相关特性的垂直分布特征。在沙尘天气下, 处于贺兰山背风坡海拔较高区域的沙尘可以被抬升到对流层中层以上, 近地层大气中主要以粗粒子为主, 不规则的非球形气溶胶随着高度的增加而增加, 高层大气中以波长比在0.4~2.0之间的粗粒子为主、退偏比在0.4以上的不规则非球形气溶胶在7 km、10 km左右高度出现极大值, 这与沙尘天气下湿度垂直分布廓线相一致。在晴空天气条件下, 退偏比均在0.2以下, 波长比主要在0.2~0.4之间, 且两者出现频率随高度的变化较小。在沙尘天气下宁夏地区气溶胶光学厚度主要分布在0.60~2.00之间, 晴空天气下主要分布在0.33~0.43之间。

本文引用格式

常倬林 , 崔洋 , 张武 , 翟涛 , 田磊 . 宁夏典型沙尘天气条件下气溶胶分布特征研究[J]. 高原气象, 2015 , 34(4) : 1049 -1056 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00040

Abstract

By using the CALIPSO data and the observation data from 2006 to 2010, the temporal and spatial distribution of atmospheric aerosols in different condition over Ningxia was analyzed. The results show that the CALIPSO can effectively detect the distribution of dusty aerosol. Under the dust-storm weather condition, in the leeward slope of Helan Mountain, the dust in the highest area can be up to the middle of tropospheric layer, the coarse particle proportion is given priority to, the non-spherical particle present increasing trend with the altitude increasing, in the higher layer, the particle which is non-spherical and coarse is the maximum, which is same as the relative humidity profile. In the sunny day, the value of the depolarization ratio was less than 0.2, the value of wavelength ratio between 0.2 and 0.4 is given priority to, the depolarization ratio and wavelength ratio in each range were constant with the change of height. In the dust-storm weather condition, the value of Aerosol Optical Depth(AOD) is between 0.6 and 2.0. In the sunny day, the value of AOD is between 0.33 and 0.43.

参考文献

[1]盛裴轩, 毛节泰, 李建国, 等. 大气物理学[M]. 北京:气象出版社, 2005:25.
[2]Haywood J M, Boucher O. Estimates of the direct and indirect radiative forcing due to tropospheric aerosols[J]. Rev Geophys, 38:513-543.
[3]Anderson T L, Charlson R J, Schwartz S E, et al. Climate forcing by aerosols:A hazy picture[J]. Science, 2003, 300(5622):1103-1104.
[4]奚晓霞, 李杰. 兰州市城关区2000年春季大气气溶胶特征及分析[J]. 环境科学研究, 2002, 15(6):34-38.
[5]杜吴鹏, 高庆先, 孙丹, 等. 中国春季北方大气气溶胶浓度特征[J]. 环境科学研究, 2011, 24(1):11-19.
[6]孙玉稳, 李云川, 孙云. 阴天条件下河北地区大气气溶胶粒子分布特征分析[J]. 安徽农业科学, 2010, 38(21):11277-11278.
[7]姜学恭, 云静波. 三类沙尘暴过程环流特征和动力结构对比分析[J]. 高原气象, 2014, 33(1):241-251, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00172.
[8]桑建人, 杨有林. 银川市初夏气溶胶粒子谱分布特征[J]. 中国沙漠, 2003, 23(3):328-330.
[9]牛生杰, 章澄昌, 孙继明. 贺兰山地区沙尘气溶胶粒子谱的观测研究[J]. 大气科学, 2001, 25(3):243-252.
[10]徐记亮, 张镭, 吕达仁. 太湖地区大气气溶胶光学及微物理特征分析[J]. 高原气象, 2011, 30(6):1668-1675.
[11]Novitsky E J, Philbrick C R. Multistatistic lidar profiling of urban atmosphereic aerosols[J]. J Geophys Res, 2005, 110, doi:10.1029/2004JD004123.
[12]常倬林, 张武, 史晋森, 等. 黄土高原半干旱地区气溶胶特性[J]. 兰州大学学报:自然科学版, 2008, 44(2):1-8.
[13]田磊, 张武, 史晋森, 等. 河西春季沙尘气溶胶粒子散射特性的初步研究[J]. 高原气象, 2010, 29(4):1050-1059.
[14]杨溯, 张武, 史晋森, 等. 半干旱地区黑碳气溶胶特征初步分析[J]. 气候与环境研究, 2010, 15(6):756-764.
[15]王振海, 张武, 史晋森, 等. 半干旱地区气溶胶散射和吸收特性的观测研究[J]. 高原气象, 2012, 31(5):1424-1431.
[16]张兴华, 张武, 陈艳, 等. 自定义气溶胶模式下兰州及周边地区气溶胶光学厚度的反演[J]. 高原气象, 2013, 32(2):402-401, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00039.
[17]赵庆云, 张武, 吕萍, 等. 河西走廊"2010.04.24"特强沙尘暴特征分析[J]. 高原气象, 2012, 31(3):688-696.
[18]曹贤洁, 张镭, 周碧, 等. 利用激光雷达观测兰州沙尘气溶胶辐射特性[J]. 高原气象, 2009, 28(5):1115-1120.
[19]周碧, 张镭, 曹贤洁, 等. 利用激光雷达资料分析兰州远郊气溶胶光学特性[J]. 高原气象, 2011, 30(4):1011-1017.
[20]胡蝶, 张镭, 王宏斌. 黄土高原干旱半干旱地区气溶胶光学厚度遥感分析[J]. 高原气象, 2013, 32(3):654-664, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00062.
[21]王新强, 杨世植, 朱永豪, 等. 基于6S模型从MODIS图像反演陆地上空大气气溶胶光学厚度[J]. 量子电子学报, 2003, 20(5):629-634.
[22]张玉洁, 陈艳, 张武, 等. MODIS资料遥感黄土高原半干旱地区气溶胶光学厚度[J]. 兰州大学学报:自然科学版, 2011, 47(1):43-51.
[23]杨琴, 田文寿, 隆霄, 等. 青藏高原沙尘示踪物从对流层向平流层传输的数值模拟[J]. 高原气象, 2014, 33(4):887-899, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00095.
[24]李蒙蒙, 黄昕, 李建峰, 等. 基于MODIS地表数据对2006年中国北方沙尘排放的估算[J]. 高原气象, 2014, 33(6):1534-1544, doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00142.
[25]蔡宏珂, 周任君, 傅云飞, 等. CAIAOP对一次秸秆焚烧后气溶胶光学特性的探测分析[J]. 气候与环境研究, 2011, 16(4):469-478.
[26]马盈盈, 龚威, 朱忠敏. 中国东南部地区气溶胶光学特性激光雷达探测[J]. 遥感学报, 2009, 13(4):715-722.
[27]刘刚, 史伟哲, 尤睿. 美国云和气溶胶星载激光雷达综述[J]. 航天器工程, 2008, 17(1):78-84.
[28]Van Donkelaar A, Martin R V, Brauer M, et al. Global estimates of ambient fine particulate matter concentrations from satellite-based aerosol optical depth:Development and application[J]. Environ Health Perspect, 2010, 118:847-855.
[29]陈勇航, 毛晓琴, 黄建平, 等. 一次强沙尘输送过程中气溶胶垂直分布特征研究[J]. 中国环境科学, 2009, 29(5):449-454.
[30]秦艳, 章阮, 籍裴希, 等. 华北地区霾期间对流层中低层气溶胶垂直分布[J]. 环境科学学报, 2013, 33(6):1665-1671.
文章导航

/