论文部分内容阅读
论文主要通过对CALIPSO卫星采集获得的一级和二级气溶胶廓线数据的分析，研究了局部气溶胶特性及全国范围内气溶胶光学厚度的变化规律。本工作在完成了相关数据的下载及筛选后，先利用一级数据结合去偏振度对天津地区2014年1月至4月大气气溶胶分布特性进行了分析研究，对二级数据进行的处理主要包括以下几个方面：首先，对天津地区的气溶胶垂直分布特征进行了分类，根据其消光系数廓线特性的不同分成了五类，并列举出了各类型中具有代表性的消光系数廓线图；然后，利用Matlab软件编写程序，对二级数据进行了进一步处理计算，获得了气溶胶光学厚度，再分别选取线性、一元二次、乘幂、对数、指数五种类型函数对气溶胶光学厚度和PM2.5浓度进行模拟拟合，探究了天津地区气溶胶光学厚度与PM2.5浓度的关系；最后，实验选取了全国范围内比较具有代表性的七座城市，对近七年来全国范围内气溶胶光学厚度的特征进行了分析，得到了全国范围内气溶胶光学厚度在时间和空间上的变化规律。研究结果表明：1）天津地区2014年1月至4月期间，高空0.2km-4km和8km-10km处存在大量非规则性气溶胶粒子，初步推断，0.2km-4km处的非规则性气溶胶粒子与该时间段天津地区雾霾多发有着密切的关系；而8km-10km处大量气溶胶粒子的存在可能是由于沙尘和卷云层的存在而引起的；2）对气溶胶光学厚度和PM2.5浓度进行拟合显示这两者具有一定的相关性，且一元二次拟合相关性程度最高，此外，季节性也较明显，春夏季节的相关性明显高于秋冬季节；3）具有代表性的七座城近几年气溶胶光学厚度基本稳定在0.38-0.46之间，并有增加的趋势；且全国气溶胶光学厚度整体趋势呈现西北、东北地区较低，而华中、华南地区偏高的地域差异；同时发现月平均气溶胶光学厚度与能见度之间存在着一定的负相关，西北、东北地区的相关系数较大，而在中部和南部地区，秋冬季节相关性较小，但春夏季节仍有良好的负相关关系。通过以上研究，本工作得到了一些气溶胶特性与大气变化之间的相关规律，从而推出，气溶胶的光学特性会在一定程度上影响到大气的变化，同时，本实验也在说明了利用CALIPSO卫星数据研究大气变化规律具有一定的可行性。