【摘要】：甲烷作為大氣中僅次于二氧化碳和水蒸氣的第三大溫室氣體,其濃度的增加會加速全球氣候變暖。應(yīng)用曼—肯德爾(M-K突變檢測)等方法對2009年1月—2013年12月瓦里關(guān)(WLG)、臨安(LAN)、龍鳳山(LFS)、上甸子(SDZ)和2010年7月—2013年12月香格里拉(XGLL)本底站甲烷濃度的時間、空間變化特征及形成原因進(jìn)行了分析,然后利用臨安、龍鳳山、上甸子、瓦里關(guān)和香格里拉本底站觀測的甲烷濃度對AIRS/AMSU(以下簡稱AIRS)反演的近地面甲烷產(chǎn)品進(jìn)行了驗(yàn)證,并對比了AIRS/AMSU和GOSAT產(chǎn)品之間的差異,最后利用AIRS三級產(chǎn)品對中國地區(qū)CH4濃度時空分布特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:(1)大氣本底站觀測的甲烷濃度的整體變化規(guī)律表現(xiàn)為:研究時段內(nèi)臨安站點(diǎn)的甲烷濃度最高,平均值為1965 ppbv;龍鳳山站次高,平均值是1939 ppbv;上甸子站居中,均值為1914ppbv;瓦里關(guān)和香格里拉站的最低,平均值分別是1864和1861ppbv。瓦里關(guān)站甲烷濃度年均增長率為0.034%,臨安、龍鳳山、上甸子和香格里拉本底站的年均增長率分別為0.033%、0.025%、0.018%和0.01%。臨安、龍鳳山、上甸子均出現(xiàn)濃度突變點(diǎn),突變點(diǎn)出現(xiàn)的時間與污染過程發(fā)生的時間相吻合。季節(jié)變化特征表現(xiàn)為:臨安站甲烷濃度在7月份達(dá)到谷值;龍鳳山為“W”型變化;上甸子站在7、8月份CH4濃度最高,瓦里關(guān)季節(jié)變化與上甸子類似;而香格里拉站點(diǎn)夏季CH4濃度受季風(fēng)的影響較大,表現(xiàn)出明顯的單峰。除了瓦里關(guān)站點(diǎn),其它4個站點(diǎn)甲烷濃度的日變化均表現(xiàn)出同樣的趨勢:午后達(dá)到全天最低值,夜間和凌晨的濃度較高;而瓦里關(guān)正好相反,于正午達(dá)到全天甲烷濃度的峰值,這是由于牧區(qū)放牧造成的。(2)AIRS反演甲烷產(chǎn)品的地基檢驗(yàn)結(jié)果表明:臨安、龍鳳山、上甸子、瓦里關(guān)和香格里拉本底站觀測和AIRS反演近地面產(chǎn)品的平均偏差約為-93.12ppbv、-44.03ppbv、-30.75ppbv、-5.19ppbv 和 9.65ppbv,相關(guān)系數(shù)分別是 0.5、0.53、0.21、0.49 和 0.11,標(biāo)準(zhǔn)差均不超過22ppbv。AIRS反演結(jié)果整體偏低于地基觀測結(jié)果,AIRS反演結(jié)果和地基觀測結(jié)果逐月變化特征相同。AIRS反演精度受云的影響較大,并且受到反演算法、季節(jié)變化等因素的影響。(3)AIRS與GOSAT反演甲烷廓線的對比結(jié)果表明:AIRS和GOSAT反演值隨高度的分布一致,近地面附近GOSAT反演值略高于AIRS反演值。500—600hPa高度二者吻合度最高,偏差在17.9ppbv以內(nèi)。在10—70hPa高度范圍二者反演值的偏差較大,AIRS反演值顯著高于GOSAT反演值,偏差可以達(dá)到254.5ppbv。(4)對中國地區(qū)甲烷濃度的時空分布特征進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)近地面CH4濃度屬于南低北高的情況,中國東部沿海比西部的甲烷濃度高。含油氣盆地的地區(qū)甲烷濃度相對較高。近地面CH4濃度季節(jié)變化特征為:秋冬季節(jié)的甲烷濃度要高于春夏季節(jié)的甲烷濃度。青藏高原的甲烷濃度在秋季達(dá)到最大,主要是受到強(qiáng)輻合作用和西南季風(fēng)的影響。我國南部地區(qū)的甲烷濃度四季變化不明顯。中國地區(qū)對流層的甲烷濃度在2009—2013年表現(xiàn)出明顯的增長�？偟膩碚f,中國地區(qū)甲烷濃度的垂直分布特征是:隨著高度的增加而下降。而且隨著高度的增加,各地之間的甲烷濃度差值也在逐漸減小。
【圖文】：

讀取ＡＩＲＳ和Ｇ０ＳＡＴ距離地面站點(diǎn)最近（距離最大不超過１００ｋｍ）的像素點(diǎn)的甲烷濃逡逑度乖佴廓線，在時間（２００９年４月一２０１３年１２月）和空間上將ＡＩＲＳ與Ｇ０ＳＡＴ進(jìn)行逡逑匹配。圖７分別給出了臨安、龍鳳山、．１：甸子、瓦里關(guān)和香格里拉本底站ＡＩＲＳ與Ｇ０ＳＡＴ逡逑反演甲烷廓線的對比結(jié)果，可以看出，ＡＩＲＳ與ＧＯＳＡＴ甲烷濃度廓線比較吻合，隨高度逡逑的分布較一致。４００ｈＰａ以下，兩種資料的吻合度很高。２００ｈＰａ以上，兩種衛(wèi)星反演的逡逑甲烷濃度均隨著高度的增加急劇減少。逡逑２５逡逑

國區(qū)域?qū)α鲗蛹淄榈臐舛茸兓瘯r，兩種資料都可以應(yīng)用。但是在研宄近地面甲烷濃度時，逡逑ＧＯＳＡＴ提供的產(chǎn)品數(shù)量沒有ＡＩＲＳ多，在選定的時間段內(nèi)僅僅有不到４００個數(shù)據(jù)可用。逡逑圖８也給出了不同季節(jié)兩者的對比情況，總的來說近地面ＧＯＳＡＴ和ＡＩＲＳ反演的逡逑甲烷濃度夏秋比冬春高，主要是夏秋季有利于ＣＨ４源排放；而香格里拉站點(diǎn)，，近地面秋逡逑冬反演濃度大于春夏反演濃度，這與香格里拉本底站地基觀測的甲烷濃度季節(jié)變化規(guī)律逡逑相同［３９］。臨安站４００—７００ｈＰａ高度，ＡＩＲＳ反演的濃度在夏秋冬三個季節(jié)高于ＧＯＳＡＴ逡逑反演的濃度。５０ｈＰａ高度處，兩種資料的差值量級達(dá)到２００多個ｐｐｂｖ，冬季差值較其它逡逑三個季節(jié)大。龍鳳山站點(diǎn)，２００ｈＰａ以下，ＡＩＲＳ反演值小于ＧＯＳＡＴ反演值，并且冬季逡逑兩種資料的差值較其它三個季節(jié)小。５０ｈＰａ附近，ＡＩＲＳ反演值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ＧＯＳＡＴ，春季逡逑差值較其它三個季節(jié)大。上甸子本底站與龍鳳山本底站變化規(guī)律相似。瓦Ｍ關(guān)２００ｈＰａ逡逑高度以下冬季兩種資料的差值較火。香格里拉本底站２００ｈＰａ高度以下夏季兩種資料的逡逑差值比其他三個季節(jié)大。逡逑｜邐－－－－－邐１邐�。�0．：：＝識邐Ｉ逡逑邐Ｋｆ邋？．１ｆｔ邐？邐？邐｜Ｈ邐５００邋被？■’．，Ａ邐ｌ邋？邋
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X51;X831

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2671966