本文關(guān)鍵詞：大氣氣溶膠光學(xué)厚度對長三角地區(qū)太陽輻射的影響

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【摘要】：大氣氣溶膠會使得太陽總輻射下降和散射輻射增加,進而導(dǎo)致氣候、陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力發(fā)生變化。長三角地區(qū)是我國經(jīng)濟發(fā)展最快的地區(qū)之一,隨著工業(yè)快速發(fā)展和人口大量增加,污染物積聚排放,已經(jīng)成為我國霧霾發(fā)生較為嚴重的地區(qū)之一。長三角地區(qū)又是我國重要的糧食產(chǎn)區(qū),因此,定量研究大氣氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)與太陽輻射之間的關(guān)系,可以為區(qū)域氣候變化模擬、灰霾對農(nóng)作物生育及其產(chǎn)量形成的影響等研究提供科學(xué)依據(jù)。本項研究分析了長三角地區(qū)太陽輻射和大氣氣溶膠光學(xué)厚度的變化趨勢,通過模擬實驗研究了大氣氣溶膠光學(xué)厚度對太陽直接輻射、散射輻射的影響,并在此基礎(chǔ)上建立了晴空指數(shù)和大氣氣溶膠光學(xué)厚度對MERRA再分析資料中太陽輻射數(shù)據(jù)的校正方法。主要研究結(jié)論包括：(1)長三角地區(qū)年平均太陽總輻射1961-1980年呈現(xiàn)顯著減少趨勢,減少幅度為每十年0.98-1.4 MJ m~(-2)d~(-1);1980年開始呈現(xiàn)緩慢增加趨勢,增加幅度為每十年增加0.17-0.36 MJ m~(-2)d~(-1)。1961-2012年長三角地區(qū)散射輻射整體上呈現(xiàn)緩慢增加趨勢,散射輻射占太陽總輻射比例呈現(xiàn)明顯增大趨勢,近50年增大了20%,1990年以后增大趨勢有所減緩。2000-2008年長三角地區(qū)的年平均AOD呈現(xiàn)明顯增加趨勢,增加幅度為每十年增長0.17-0.39,2008年以后有減少趨勢但不顯著。(2)PE塑料薄膜可以模擬霧霾的效果,同時不會改變太陽輻射光譜特征及太陽輻射各向異性特征。PE塑料薄膜代表的AOD水平會隨著散射輻射占比的增大而下降,即天空越晴朗PE塑料薄膜所能代表的AOD水平就越高。12絲3層PE塑料薄膜可使太陽總輻射下降30%,散射輻射增加20%,所能代表的AOD水平在0.5左右,為重度霧霾水平。(3)隨著AOD的增加,直接輻射呈現(xiàn)明顯線性減少趨勢,散射輻射呈現(xiàn)顯著線性增加趨勢,散射輻射與AOD之間的顯著相關(guān)性說明散射輻射明顯受到AOD的影響。(4)與觀測資料相比,MERRA再分析資料太陽總輻射模擬值基本上高于觀測值,年平均太陽總輻射模擬值比觀測值高3-4MJm~(-2)d~(-1),二者年際變化趨勢基本一致。而MERRA再分析資料散射輻射模擬值基本上低于觀測值,年平均散射輻射模擬值比觀測值低0.3-1.5 MJm~(-2)d~(-1),觀測值呈顯著增加趨勢,模擬值增減變化趨勢不明顯。(5)利用晴空指數(shù)和AOD對MERRA再分析資料的太陽輻射模擬值進行校正。結(jié)果表明,晴空指數(shù)對太陽總輻射模擬值的校正效果較好,AOD對散射輻射模擬值的校正效果較好,且時間尺度越長校正效果越好。
【關(guān)鍵詞】：大氣氣溶膠光學(xué)厚度 太陽總輻射 散射輻射 MERRA再分析資料 太陽光譜特性 太陽輻射各向異性
【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】：2016
【分類號】：X513;P422.1
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究目的與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 地表接收太陽輻射的時空變化11-13
• 1.2.2 輻射再分析資料的發(fā)展與應(yīng)用13
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線13-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 研究技術(shù)路線15-17
• 第二章 資料來源與方法17-23
• 2.1 太陽輻射資料來源與處理17-18
• 2.1.1 太陽輻射資料來源17
• 2.1.2 太陽輻射資料處理17-18
• 2.2 大氣氣溶膠光學(xué)厚度資料來源與處理18-20
• 2.2.1 大氣氣溶膠光學(xué)厚度資料來源18-19
• 2.2.2 大氣氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)處理19-20
• 2.3 MERRA再分析資料的輻射數(shù)據(jù)獲取及處理20-23
• 2.3.1 MERRA再分析資料的輻射數(shù)據(jù)獲取20
• 2.3.2 MERRA再分析資料的輻射數(shù)據(jù)處理20-23
• 第三章 長三角地區(qū)地表太陽輻射及大氣氣溶膠光學(xué)厚度變化趨勢23-35
• 3.1 長三角地區(qū)太陽輻射時間變化趨勢23-30
• 3.2 長三角地區(qū)AOD時間變化趨勢30-32
• 3.3 本章小結(jié)32-35
• 第四章 地表太陽輻射與AOD的關(guān)系分析35-47
• 4.1 AOD對太陽輻射光學(xué)特性影響的模擬實驗35-43
• 4.1.1 實驗設(shè)計35-38
• 4.1.2 遮膜下太陽輻射強度及太陽輻射光譜的變化38-40
• 4.1.3 遮膜對太陽輻射各向異性的影響40-42
• 4.1.4 塑料薄膜模擬霧霾水平42-43
• 4.2 太陽直接輻射及散射輻射與AOD的關(guān)系43-45
• 4.3 本章小結(jié)45-47
• 第五章 基于AOD與地表太陽輻射關(guān)系的MERRA輻射數(shù)據(jù)校正47-61
• 5.1 MERRA輻射數(shù)據(jù)的驗證47-52
• 5.1.1 MERRA日輻射數(shù)據(jù)的驗證47-50
• 5.1.2 MERRA月輻射數(shù)據(jù)的驗證50-51
• 5.1.3 MERRA年輻射數(shù)據(jù)的驗證51-52
• 5.2 MERRA輻射數(shù)據(jù)的校正52-59
• 5.2.1 MERRA日輻射數(shù)據(jù)校正52-55
• 5.2.2 MERRA月輻射數(shù)據(jù)校正55-57
• 5.2.3 MERRA年輻射數(shù)據(jù)校正57-58
• 5.2.4 MERRA與觀測的輻射數(shù)據(jù)不同時間尺度統(tǒng)計分析58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-65
• 5.1 主要結(jié)論61-62
• 5.2 研究特色與創(chuàng)新點62-63
• 5.3 存在問題與展望63-65
• 參考文獻65-73
• 作者簡介73-75
• 后記75-76

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本文編號：838671