【摘 要】
:
云和气溶胶的辐射效应是气候系统中最不确定的因素之一,沙尘气溶胶作为主要的气溶胶类型在全球能量平衡中扮演着重要的角色,因此准确区分大气中的云和沙尘气溶胶对于减小气候系统的不确定性具有非常重要的意义。以往的研究大多将沙尘简单的当作自然气溶胶,关于人为沙尘方面的观测研究非常缺乏,其在大气中所占的比例、辐射强迫以及对气候变化的影响等更是存在很大的不确定性。因此迫切需要相关观测资料和识别方法来改进对人为沙尘
论文部分内容阅读
云和气溶胶的辐射效应是气候系统中最不确定的因素之一,沙尘气溶胶作为主要的气溶胶类型在全球能量平衡中扮演着重要的角色,因此准确区分大气中的云和沙尘气溶胶对于减小气候系统的不确定性具有非常重要的意义。以往的研究大多将沙尘简单的当作自然气溶胶,关于人为沙尘方面的观测研究非常缺乏,其在大气中所占的比例、辐射强迫以及对气候变化的影响等更是存在很大的不确定性。因此迫切需要相关观测资料和识别方法来改进对人为沙尘的认识。近年来,星载激光雷达作为一种先进的主动遥感仪器,具有时空分辨率高,能够实现全球覆盖以及垂直方向探测等独特优势而被广泛应用于各研究领域。因此本文以CALIPSO星载激光雷达为主要研究手段,系统开展了识别人为沙尘气溶胶的相关研究工作:(1)验证CALIPSO卫星沙尘气溶胶识别的准确性。将CALIPSO, CloudSat以及MODIS卫星联合观测的结果作为标准,对比分析结合主被动遥感方法,CALIPSO第三版以及第二版中云和气溶胶的分类算法(分别为CLIM,V3-CAD, V2-CAD)对2007年春季撒哈拉地区云和沙尘气溶胶的识别情况。发现三种方法总的误判率分别为1.16%,2.01%和16.39%。其中,CLIM方法总的沙尘误判率为2.45%,低于V3-CAD方法4.18%,同时低于V2-CAD方法16.58%。因此,不管是总的误判率还是沙尘的误判率,CLIM方法的误判率都是最低的,其次是V3-CAD方法,说明V3-CAD方法在V2-CAD方法的基础上对云和气溶胶的分类有很大的改进。该结果有助于我们验证和评估之前利用V2-CAD数据进行的研究成果,同时也为我们后面章节中使用V3-CAD数据中的沙尘气溶胶类型来识别人为沙尘气溶胶提供了理论支持。(2)利用CALIPSO卫星计算与人类活动密切相关的边界层高度。一般来说,来自于沙漠的沙尘传输一般发生在边界层之上,而人为沙尘气溶胶通过局地湍流、风速等在边界层之内活动。因此,准确反演边界层高度是区分人为沙尘和自然沙尘的一个重要前提。本文改进了最大标准差方法,利用CALIPSO卫星观测的532nm消光后向散射来反演边界层高度,并获得了中国地区边界层高度的季节性分布(仅云量小于5%的情况被反演)。利用兰州大学SACOL站点地面激光雷达反演的边界层高度进行验证,CALIPSO卫星反演的边界层高度与地面激光雷达之间的相关性达到0.73,具有较好的一致性。中国地区边界层高度的高值区全年集中在青藏高原和沿海地区,而低值区主要出现在柴达木盆地和冬季的东北部地区。此外,本文对比评估了在不用地表类型下CALIPSO与ECM WF反演的边界层高度数据。结果表明:在草地和裸露的地表下,ECMWF反演的边界层高度高于CALIPSO, 而ECMWF的低估主要集中在水面和森林地区的春夏季。(3)在上述两个研究工作基础之上提出人为沙尘识别方法。这种方法综合利用CALIPSO卫星获得的边界层高度、人为沙尘与自然沙尘后向散射以及退偏比等光学特性的差异、MODIS地表类型等依据来识别人为沙尘气溶胶的新方法,从而获得了全球人为沙尘的分布及其在全球总沙尘中所占的比例,确定了人为沙尘和自然沙尘区域排放的相对贡献。结果表明:人为沙尘占全球陆地沙尘排放总量的24.8%,其中52.5%来自于半干旱和半湿润地区。其中,中国东部和印度地区的人为沙尘明显高于全球其他区域。印度地区年平均人为沙尘柱含量最高,而北美地区最小。中国东部地区以人类活动产生的沙尘气溶胶为主,人为沙尘贡献高达91.8%,非洲地区人为沙尘(56.8%)和自然沙尘贡献相当。本文对人为沙尘的识别将有助于我们进一步认识人为沙尘气溶胶的气候效应。
其他文献
龙岩市部分自来水厂在2018年开始将二氧化氯消毒工艺和液氯消毒工艺改为次氯酸钠发生器系统消毒工艺。本文分析对比了两个水厂改造前后一年的实际运行情况。结果表明使用次氯酸钠发生器系统不会降低消毒效果,水中微生物指标可达到《生活饮用水卫生标准》要求;较智能化,节省人工,管理简便;投加次氯酸钠溶液能提升出厂水pH值,减少NaOH溶液的使用量;消毒副产物指标均符合国家标准,并且处于较低水平;制取工艺安全稳定
基于石墨烯等二维材料搭建的纳米电力谐振器由于具有极低的质量和极高的品质因子而受到广泛关注。Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou(FPU)问题关注基本模式上的能量由于模式间的耦合而产生耗散的机制,而基本模式的耗散是限制器件品质因子的固有因素,因此FPU物理对研究石墨烯振荡器的性质具有重要意义。本学位论文关注石墨烯振荡器中的非线性振动,发展了一套计算各本征模式间耦合强度的模式耦合方法,在该
本文主要研究两个具有吸引相互作用的量子系统:Bose-Einstein凝聚和玻色星体系统.前者为非相对论量子系统,在数学上可以用Gross-Pitaevskii能量泛函来描述;而后者为近似相对论量子系统,在数学上可以用近似相对论Hartree能量泛函来描述.我们分别考虑了 M2中Gross-Pitaevskii能量的极小化问题和R3中近似相对论Hartree方程能量的极小化问题.首先,我们将Guo
本文主要研究奇异非线性椭圆型方程Dirichlet问题的古典解在边界附件的精确渐近行为.这里,Ω是RN中的有界光滑区域,λ,μ,σ≥ O,q∈(0,2],b,a∈Cloca(Ω)(0<α0,使得对任意的s∈(0,s0)有g’(s)<0.首先,对于问题我们在边界附近建立
本文主要研究了自由对合Hom-结合代数,罗巴算子和罗巴型算子的分类,全文共分为六章.第一章介绍了本文研究课题的背景及其进展,并给出本文需要的基本概念和一些相关的记号,然后分析了本文的研究动机.第二章首先引入了Hom-半群的概念,并给出例子说明半群类是Hom-半群类的真子类.然后借助括号字构造了自由对合Hom-半群,从而得到集合上的自由对合Hom-结合代数的显性构造.第三章主要研究了自由算子半群中括
本文主要研究如下定义在非柱形区域上的非自治反应扩散方程解的长时间行为:其中非线性函数g(·)满足任意阶多项式增长条件.由于空间区域随时间变化,上述系统具有某种非自治固有性-即使外力项f(·)不显含时间t,上述方程仍是非自治的.我们的主要工作是建立新的方法(框架)和先验估计,对非线性项及外力项不增加任何额外假设,特别地,对外力项不做任何光滑性假设,证明已知的(L2,L2)型拉回(?)-吸引子事实上可
作为量子物理学的重要模型之一,描述原子核内部核子和介子之间的相互作用的Klein-Gordon-Schrodinger(KGS)系统不仅揭示着现代物理学中最深刻的粒子运动规律.同时,作为一类重要的混合型偏微分方程组,它也成为引领现代数学的重要研究方向.近年来学者们对其进行了广泛的研究并取得丰硕成果.随着研究的深入,各种复杂环境下的KGS系统被相继导出并再次引起广泛关注.然而已有的结果大多集中于耗散
图的控制数是图的基本的不变量之一,也是反映网络性能的一个参数.图的约束数是指让图的控制数增大所需删除的最少边的数目.它能衡量在通信线路发生故障情况下互联网络脆弱性.然而,图的控制数和约束数的计算已经分别被证明是NP-完全和NP-困难问题.许多学者都致力于图的最小控制集与最小约束边集的结构和性质的研究,以及计算特殊图类的控制数与约束数的精确值或者给出它们界.一般来说,计算一个图的约束数比计算其控制数
反应扩散方程作为一类特殊类型的抛物型方程,它是用来研究自然界中广泛存在的扩散现象的有力工具.例如,物理学中的热传导现象、燃烧理论中的燃烧温度问题、化学反应中的物质浓度变化、生态学中的物种入侵过程以及疾病在空间中的传播等都可以用一个反应扩散方程来描述.行波解作为反应扩散方程的一类特殊形式的解,它能够很好地解释自然界中的振荡现象以及有限速度传播等问题,因此,一维行波解的存在性、唯一性和稳定性被人们所广