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基于后向轨迹追踪模式分析SACOL气溶胶来源及其光学特性

李霞 张镭

基于后向轨迹追踪模式分析SACOL气溶胶来源及其光学特性

李霞, 张镭
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  • 利用2007年11月至2010年10月NCEP/NCAR再分析资料和HYSPLIT模式模拟了后向气流轨迹, 分析了兰州大学半干旱气候环境观测站(SACOL)所在地区的大气输送特征. 采用聚类分析方法将1096条轨迹分类, 得到15簇反映主要特征的典型气流, 研究了不同气流特征、出现频数及季节分布特点, 与主要天气形势和天气系统的关系. 统计主要气流路径所占比例, 其中源于四川和重庆的气流占总路径的16%, 为影响SACOL的主要路径, 其次为源于局地和陕西的气流, 路径最少的是东欧和孟加拉国. 结合同期MFRSR地基辐射计反演的870nm气溶胶光学厚度和波长指数, 分析了不同气团源控制下的气溶胶光学特性和粒子性质特征. 揭示了最大平均气溶胶光学厚度达0.29 0.12(平均值 标准差), 气团源于塔克拉玛干沙漠; 最小平均光学厚度的气团源于孟加拉国, 为0.14 0.02. 根据研究站点周围环境条件和气团源区地理条件以及移动轨迹, 分析其可能影响, 并定量给出不同源区气团对SACOL三年平均气溶胶光学厚度的贡献率. 结果表明, 源于局地和区域性气团贡献平均光学厚度的41.1%, 沙尘区贡献28.4%, 中亚为17.9%, 远距离东欧和中东为12.6%.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 41075104)和国家重点基础研究发展 计划项目(批准号: 2010CB428604)资助的课题.
    [1]

    McCormick R A, Ludwig J H 1967 Science 156 1358

    [2]

    Coakley J A Jr, Cess R D, Yurevich F B 1983 J. Atmos. Sci. 40 116

    [3]

    Twomey S A, Piepgrass M, Wolfe T L 1984 Tellus B 36 356

    [4]

    Albrecht B A 1989 Science 245 1227

    [5]

    Hansen J, Sato M, Ruedy R 1997 J. Geophys. Res. 102 6831

    [6]

    IPCC 2007 Intergovernmental Panel on Climate Change: Climate change 2007: Synthesis Report Valencia, Spain, November 12–17, 2007 p72

    [7]

    Xia X A, Chen H B, Wang P C, Zong X M, Qiu J H, Philippe G 2005 Tellus B 57 28

    [8]

    Su F Q, Ren Z H, Gao Q X, Zhang Z G 2004 Res. Environ. Sci. 17 21 (in Chinese) [苏福庆, 任阵海, 高庆先, 张志刚 2004 环境科学研究 17 21]

    [9]

    Liu W D, Jiang Y H, Li J, Wang Z X, Wang Q 2010 Clim. Envir. Res. 15 152 (in Chinese) [ 刘伟东, 江玉华, 李炬, 王正兴, 王强 2010 气候与环境研究 21 22]

    [10]

    Li C, Krotkov N A, Dickerson R R, Li Z Q, Yang K, Chin M 2010 J. Geophys. Res. 115 D00K03

    [11]

    Pierro M D, Jaeglé L, Anderson T L 2011 Atmos. Chem. Phys. 11 2225

    [12]

    Wang Y, Chai F H, Liu H F, Wang Y H 2008 Res. Environ. Sci. 21 22 (in Chinese) [王艳, 柴发合, 刘厚风, 王永红 2008 环境科学研究 15 152]

    [13]

    Zhang G X, Cui C X, Zhao Y M, Li J 2008 J. Desert Res. 28 154 (in Chinese) [张广兴, 崔彩霞, 赵元茂, 李娟 2008 中国沙漠 28 154]

    [14]

    Markou M T, Kassomenos P 2010 Atmos. Res. 98 438

    [15]

    Su L, Toon O B 2011 Atmos. Chem. Phys. 11 3263

    [16]

    Borge R, Lumbreras J, Vardoulakis S, Kassomenos P, Rodr′?guez E 2007 Atmos. Environ. 41 4434

    [17]

    Makra L, Matyasovszky I, Guba Z, Karatzas K, Anttila P 2011 Atmos. Environ. 45 2630

    [18]

    Wang F, Chen D S, Cheng S Y, Li M J 2009 Res. Environ. Sci. 22 637 (in Chinese) [王芳, 陈东升, 程水源, 李明君 2009 环境科学研究22 637]

    [19]

    Zhao H, Wang T J, Jiang F, Xie M 2009 J. Trop. Meteor. 25 181 (in Chinese) [赵恒, 王体健, 江飞, 谢旻 2009 热带气象学报 25 181]

    [20]

    Ma J J, Gao X Q 2006 Plat. Mete. 25 893 (in Chinese) [马京津, 高晓清 2006 高原气象 25 893]

    [21]

    Strong M, Sharp Z D, Gutzler D S 2007 Geophys. Res. Lett. 34 L03404

    [22]

    Huang J P, Zhang W, Zuo J Q, Bi J R, Shi J S, Wang X, Chang Z L, Huang Z W, Yang S, Zhang B D, Wang G Y, Feng G H, Yuan J Y, Zhang L, Zuo H C, Wang S G, Fu C B, Chou J F 2008 Adv. Atmos. Sci. 25 906

    [23]

    Harrison L C, Michalsky J J, Berndt J 1994 Appl. Opt. 33 5118

    [24]

    Harrison L C, Michalsky J J, Berndt J 1994 Appl. Opt. 33 5126

    [25]

    Michalsky J J, Liljegren J C, Harrison L C 1995 J. Geophys. Res. 100 995

    [26]

    Alexandrov M D, Lacis A A, Carlson B E, Cairns B 2002 J. Atmos. Sci. 59 524

    [27]

    Alexandrov M D, Kiedron P, Michalsky J J, Hodges G, Flynn C J, Lacis A A 2007 Appl. Opt. 46 8027

    [28]

    Zuo H Y, Yang J G 2007 Acta Phys. Sin. 56 6132 (in Chinese) [左浩毅, 杨经国 2007 物理学报 56 6132]

    [29]

    Han Y, Wang T J, Rao R Z, Wang Y J 2008 Acta Phys. Sin. 57 7396 (in Chinese) [韩永, 王体健, 饶瑞中, 王英俭 2008 物理学报 57 7396]

    [30]

    Schmid B, Michalsky J J, Halthore R N, Beauharnois M, Harrison L C, Livingston J M, Russell P B, Holben B N, Eck T F, Smirnov A 1999 Geophys. Res. Lett. 26 2725

    [31]

    Michalsky J J, Anderson G P, Barnard J C, Delamere J S, Gueymard C A, Kato S, Kiedron P W, McComiskey A, Ricchiazzi P 2006 J. Geophys. Res. 111 D14S90

    [32]

    Draxler R R, Hess G D 1998 Aust. Meteor. Mag. 47 295

    [33]

    Draxler R R 1999 NOAA Technical Memorandum ERL ARL-230 1

    [34]

    Stohl A 1998 Atmos. Environ. 32 947

    [35]

    Matthias V, Balis D, Bösenberg J, Eixmann R, Iarlori M, Komguem L, Mattis I, Papayannis A, Pappalardo G, Perrone M R, Wang X 2004 J. Geophys. Res. 109 D18201

    [36]

    Gerasopoulos E, Amiridis V, Kazadzis S, Kokkalis P, Eleftheratos K, Andreae M O, Andreae T W, El-Askary H, and Zerefos C S 2011 Atmos. Chem. Phys. 11 2145

    [37]

    Xia X A, Chen H B, Zhang W 2007 Atmos. Environ. 41 7739

    [38]

    Zhu Q G, Lin J R, Shou S W, Tang D S 2008 Principles and methods of synoptic meteorology 4 (Beijing: China Meteorological Press) pp273—292 (in Chinese) [朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 唐东昇 2008 天气学原理和方法 4 (北京: 气象出版社) 第273—292页]

    [39]

    Li X, Zhang L, Cao X J 2010 J. Lanzhou Univ. (Natural Sciences) 46 56 (in Chinese) [李霞, 张镭, 曹贤洁 2010 兰州大学学报 (自然科学版) 46 56]

    [40]

    Fang X M, Han Y X, Ma J H, Song L C, Yang S L, Zhang X Y 2004 Chin. Sci. Bull. 49 1084 (in Chinese) [方小敏, 韩永翔, 马金辉, 宋连春, 杨胜利, 张小曳 2004 科学通报 49 1084]

    [41]

    Han Y X, Xi X X, Song L C, Ye Y H, Li Y H 2004 J. Desert Res. 24 588 (in Chinese) [韩永翔, 奚晓霞, 宋连春, 叶燕华, 李耀辉 2004 中国沙漠 24 588]

    [42]

    Yan H, Zhang J H, Zhao Y P, Zhang G P, Li C X 2006 J. Desert Res. 2 932 (in Chinese) [延昊, 张佳华, 赵一平, 张国平, 李才兴 2006 中国沙漠 2 932]

    [43]

    Wang B J, Huang Y X, He J H,Wang L J 2004 Plat. Mete. 23 912 (in Chinese) [王宝鉴, 黄玉霞, 何金海, 王黎娟 2004 高原气象 23 912]

    [44]

    Chen D D, Dai Y J 2009 Sci. Atmos. Sin. 33 1247 (in Chinese) [陈冬冬, 戴永久 2009 大气科学 33 1247]

    [45]

    Tsaia Y I, Chen C-L 2006 Atmos. Environ. 40 4734

    [46]

    Fu P J, Huang J P, Li C W, Zhong S R 2008 Atmos. Environ. 42 5896

    [47]

    Zhao C G, Liu H Z 2004 J. Appl. Meteor. Sci. 15 245 (in Chinese) [赵翠光, 刘还珠 2004 应用气象学报 15 245]

  • [1]

    McCormick R A, Ludwig J H 1967 Science 156 1358

    [2]

    Coakley J A Jr, Cess R D, Yurevich F B 1983 J. Atmos. Sci. 40 116

    [3]

    Twomey S A, Piepgrass M, Wolfe T L 1984 Tellus B 36 356

    [4]

    Albrecht B A 1989 Science 245 1227

    [5]

    Hansen J, Sato M, Ruedy R 1997 J. Geophys. Res. 102 6831

    [6]

    IPCC 2007 Intergovernmental Panel on Climate Change: Climate change 2007: Synthesis Report Valencia, Spain, November 12–17, 2007 p72

    [7]

    Xia X A, Chen H B, Wang P C, Zong X M, Qiu J H, Philippe G 2005 Tellus B 57 28

    [8]

    Su F Q, Ren Z H, Gao Q X, Zhang Z G 2004 Res. Environ. Sci. 17 21 (in Chinese) [苏福庆, 任阵海, 高庆先, 张志刚 2004 环境科学研究 17 21]

    [9]

    Liu W D, Jiang Y H, Li J, Wang Z X, Wang Q 2010 Clim. Envir. Res. 15 152 (in Chinese) [ 刘伟东, 江玉华, 李炬, 王正兴, 王强 2010 气候与环境研究 21 22]

    [10]

    Li C, Krotkov N A, Dickerson R R, Li Z Q, Yang K, Chin M 2010 J. Geophys. Res. 115 D00K03

    [11]

    Pierro M D, Jaeglé L, Anderson T L 2011 Atmos. Chem. Phys. 11 2225

    [12]

    Wang Y, Chai F H, Liu H F, Wang Y H 2008 Res. Environ. Sci. 21 22 (in Chinese) [王艳, 柴发合, 刘厚风, 王永红 2008 环境科学研究 15 152]

    [13]

    Zhang G X, Cui C X, Zhao Y M, Li J 2008 J. Desert Res. 28 154 (in Chinese) [张广兴, 崔彩霞, 赵元茂, 李娟 2008 中国沙漠 28 154]

    [14]

    Markou M T, Kassomenos P 2010 Atmos. Res. 98 438

    [15]

    Su L, Toon O B 2011 Atmos. Chem. Phys. 11 3263

    [16]

    Borge R, Lumbreras J, Vardoulakis S, Kassomenos P, Rodr′?guez E 2007 Atmos. Environ. 41 4434

    [17]

    Makra L, Matyasovszky I, Guba Z, Karatzas K, Anttila P 2011 Atmos. Environ. 45 2630

    [18]

    Wang F, Chen D S, Cheng S Y, Li M J 2009 Res. Environ. Sci. 22 637 (in Chinese) [王芳, 陈东升, 程水源, 李明君 2009 环境科学研究22 637]

    [19]

    Zhao H, Wang T J, Jiang F, Xie M 2009 J. Trop. Meteor. 25 181 (in Chinese) [赵恒, 王体健, 江飞, 谢旻 2009 热带气象学报 25 181]

    [20]

    Ma J J, Gao X Q 2006 Plat. Mete. 25 893 (in Chinese) [马京津, 高晓清 2006 高原气象 25 893]

    [21]

    Strong M, Sharp Z D, Gutzler D S 2007 Geophys. Res. Lett. 34 L03404

    [22]

    Huang J P, Zhang W, Zuo J Q, Bi J R, Shi J S, Wang X, Chang Z L, Huang Z W, Yang S, Zhang B D, Wang G Y, Feng G H, Yuan J Y, Zhang L, Zuo H C, Wang S G, Fu C B, Chou J F 2008 Adv. Atmos. Sci. 25 906

    [23]

    Harrison L C, Michalsky J J, Berndt J 1994 Appl. Opt. 33 5118

    [24]

    Harrison L C, Michalsky J J, Berndt J 1994 Appl. Opt. 33 5126

    [25]

    Michalsky J J, Liljegren J C, Harrison L C 1995 J. Geophys. Res. 100 995

    [26]

    Alexandrov M D, Lacis A A, Carlson B E, Cairns B 2002 J. Atmos. Sci. 59 524

    [27]

    Alexandrov M D, Kiedron P, Michalsky J J, Hodges G, Flynn C J, Lacis A A 2007 Appl. Opt. 46 8027

    [28]

    Zuo H Y, Yang J G 2007 Acta Phys. Sin. 56 6132 (in Chinese) [左浩毅, 杨经国 2007 物理学报 56 6132]

    [29]

    Han Y, Wang T J, Rao R Z, Wang Y J 2008 Acta Phys. Sin. 57 7396 (in Chinese) [韩永, 王体健, 饶瑞中, 王英俭 2008 物理学报 57 7396]

    [30]

    Schmid B, Michalsky J J, Halthore R N, Beauharnois M, Harrison L C, Livingston J M, Russell P B, Holben B N, Eck T F, Smirnov A 1999 Geophys. Res. Lett. 26 2725

    [31]

    Michalsky J J, Anderson G P, Barnard J C, Delamere J S, Gueymard C A, Kato S, Kiedron P W, McComiskey A, Ricchiazzi P 2006 J. Geophys. Res. 111 D14S90

    [32]

    Draxler R R, Hess G D 1998 Aust. Meteor. Mag. 47 295

    [33]

    Draxler R R 1999 NOAA Technical Memorandum ERL ARL-230 1

    [34]

    Stohl A 1998 Atmos. Environ. 32 947

    [35]

    Matthias V, Balis D, Bösenberg J, Eixmann R, Iarlori M, Komguem L, Mattis I, Papayannis A, Pappalardo G, Perrone M R, Wang X 2004 J. Geophys. Res. 109 D18201

    [36]

    Gerasopoulos E, Amiridis V, Kazadzis S, Kokkalis P, Eleftheratos K, Andreae M O, Andreae T W, El-Askary H, and Zerefos C S 2011 Atmos. Chem. Phys. 11 2145

    [37]

    Xia X A, Chen H B, Zhang W 2007 Atmos. Environ. 41 7739

    [38]

    Zhu Q G, Lin J R, Shou S W, Tang D S 2008 Principles and methods of synoptic meteorology 4 (Beijing: China Meteorological Press) pp273—292 (in Chinese) [朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 唐东昇 2008 天气学原理和方法 4 (北京: 气象出版社) 第273—292页]

    [39]

    Li X, Zhang L, Cao X J 2010 J. Lanzhou Univ. (Natural Sciences) 46 56 (in Chinese) [李霞, 张镭, 曹贤洁 2010 兰州大学学报 (自然科学版) 46 56]

    [40]

    Fang X M, Han Y X, Ma J H, Song L C, Yang S L, Zhang X Y 2004 Chin. Sci. Bull. 49 1084 (in Chinese) [方小敏, 韩永翔, 马金辉, 宋连春, 杨胜利, 张小曳 2004 科学通报 49 1084]

    [41]

    Han Y X, Xi X X, Song L C, Ye Y H, Li Y H 2004 J. Desert Res. 24 588 (in Chinese) [韩永翔, 奚晓霞, 宋连春, 叶燕华, 李耀辉 2004 中国沙漠 24 588]

    [42]

    Yan H, Zhang J H, Zhao Y P, Zhang G P, Li C X 2006 J. Desert Res. 2 932 (in Chinese) [延昊, 张佳华, 赵一平, 张国平, 李才兴 2006 中国沙漠 2 932]

    [43]

    Wang B J, Huang Y X, He J H,Wang L J 2004 Plat. Mete. 23 912 (in Chinese) [王宝鉴, 黄玉霞, 何金海, 王黎娟 2004 高原气象 23 912]

    [44]

    Chen D D, Dai Y J 2009 Sci. Atmos. Sin. 33 1247 (in Chinese) [陈冬冬, 戴永久 2009 大气科学 33 1247]

    [45]

    Tsaia Y I, Chen C-L 2006 Atmos. Environ. 40 4734

    [46]

    Fu P J, Huang J P, Li C W, Zhong S R 2008 Atmos. Environ. 42 5896

    [47]

    Zhao C G, Liu H Z 2004 J. Appl. Meteor. Sci. 15 245 (in Chinese) [赵翠光, 刘还珠 2004 应用气象学报 15 245]

  • [1] 董正琼, 赵杭, 朱金龙, 石雅婷. 入射光照对典型光刻胶纳米结构的光学散射测量影响分析. 物理学报, 2020, 69(3): 030601. doi: 10.7498/aps.69.20191525
    [2] 刘厚通, 毛敏娟. 一种无需定标的地基激光雷达气溶胶消光系数精确反演方法. 物理学报, 2019, 68(7): 074205. doi: 10.7498/aps.68.20181825
    [3] 钟哲强, 张彬, 母杰, 王逍. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200034
    [4] 左富昌, 梅志武, 邓楼楼, 石永强, 贺盈波, 李连升, 周昊, 谢军, 张海力, 孙艳. 多层嵌套掠入射光学系统研制及在轨性能评价. 物理学报, 2020, 69(3): 030702. doi: 10.7498/aps.69.20191446
    [5] 胡耀华, 刘艳, 穆鸽, 秦齐, 谭中伟, 王目光, 延凤平. 基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 034203. doi: 10.7498/aps.69.20191143
    [6] 梁琦, 王如志, 杨孟骐, 王长昊, 刘金伟. Al2O3衬底无催化剂生长GaN纳米线及其光学性能研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191923
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-07
  • 修回日期:  2011-09-18
  • 刊出日期:  2012-01-20

基于后向轨迹追踪模式分析SACOL气溶胶来源及其光学特性

  • 1. 半干旱气候变化教育部重点实验室/兰州大学大气科学学院, 兰州 730000
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 41075104)和国家重点基础研究发展 计划项目(批准号: 2010CB428604)资助的课题.

摘要: 利用2007年11月至2010年10月NCEP/NCAR再分析资料和HYSPLIT模式模拟了后向气流轨迹, 分析了兰州大学半干旱气候环境观测站(SACOL)所在地区的大气输送特征. 采用聚类分析方法将1096条轨迹分类, 得到15簇反映主要特征的典型气流, 研究了不同气流特征、出现频数及季节分布特点, 与主要天气形势和天气系统的关系. 统计主要气流路径所占比例, 其中源于四川和重庆的气流占总路径的16%, 为影响SACOL的主要路径, 其次为源于局地和陕西的气流, 路径最少的是东欧和孟加拉国. 结合同期MFRSR地基辐射计反演的870nm气溶胶光学厚度和波长指数, 分析了不同气团源控制下的气溶胶光学特性和粒子性质特征. 揭示了最大平均气溶胶光学厚度达0.29 0.12(平均值 标准差), 气团源于塔克拉玛干沙漠; 最小平均光学厚度的气团源于孟加拉国, 为0.14 0.02. 根据研究站点周围环境条件和气团源区地理条件以及移动轨迹, 分析其可能影响, 并定量给出不同源区气团对SACOL三年平均气溶胶光学厚度的贡献率. 结果表明, 源于局地和区域性气团贡献平均光学厚度的41.1%, 沙尘区贡献28.4%, 中亚为17.9%, 远距离东欧和中东为12.6%.

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参考文献 (47)

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