中国北方地区春季气溶胶光学特性地基遥感研究

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1、第!卷"第#期遥"感"学"报6789!，,79#$%%&年’月()*+,-.)/+01)2030,34,5(:8;，$%%&文章编号：>%%’=#@>!（$%%&）%#=%#$!=%!中国北方地区春季气溶胶光学特性地基遥感研究>>>$>夏祥鳌，王普才，陈洪滨，ABC8CDDE57:87:F，章文星（>9中国科学院大气物理研究所中层大气与遥感理论和技术研究部，北京">%%%$!；$9.GF7HGI7CHEJK)DICL:E-IM7NDBOHCL:E，*PCQEHNCIOJEN3RCEPRENEI2ERBP787SCENJE.C88E，法国）摘"要："基于中国北方地区地基太阳直接T散射辐射计观测

2、，分析了$%%>年春季气溶胶光学厚度、尺度和吸收特性。沙尘期间，气溶胶光学厚度显著升高，而尺度上升，粗粒子浓度显著增加，大气气溶胶表现出中性或异常消光特征。除沙尘活动之外，中国华北地区人为排放也是导致气溶胶光学厚度偏高的一个重要原因。中国沙尘源区气溶胶单次散射反照率小于以往观测和模式结果。北京和香河两地气溶胶光学厚度、-PSNIH7M指数和尺度谱基本相似，说明华北地区人为排放与沙尘活动类似，也表现出区域尺度的特点。由于沙尘气溶胶与人为排放气溶胶相比，折射指数实部偏大、虚部偏小，从而北京地区沙尘期间单次散射反照率明显大于非沙尘期间，特别是在近红外波段，说明沙尘活动不仅可以通过增加气溶胶光学厚度

3、，同时也通过改变气溶胶物理、辐射特性来影响下游地区的气溶胶辐射强迫。关键词："气溶胶；辐射计；遥感中图分类号："A#%’T2A’!"""文献标识码："-率的方法；开发了适合于反演算法的快速准确的辐［>—#］>"前"言射传输理论和反演模式等，另外通过一些外场综合观测试验的实施和监测网络的建设，也积累了［&，@］气溶胶仍然是当前气候模拟和未来气候预测中大量资料。一个极不确定因素，原因在于目前对气溶胶的宏、微中国北方地区春季不仅受频繁活动的沙尘天气观特性及其时空变化还缺乏充分了解。因此，基于影响，人为排放也是中国北方地区气溶胶的一个重理论和实验研究，获取这些气溶胶信息十分必要。要来源。气候变化对中

4、国气溶胶的产生、输送有重尽管气溶胶时、空差异很大，但大体上可将气溶胶分要影响，同时气溶胶通过其辐射强迫对气候也产生为几大类别；另外，对这些气溶胶类型的地域分布也了一定的反馈作用。研究表明中国北方地区近年来［’］有一定的了解，因此可以通过在一些典型地区，建立的持续干旱可能与气溶胶的吸收有关。而中国长期的地面监测站网，获取这些气溶胶类型的物理、四川盆地近#%年来的变冷趋势可能与该地区硫酸［?］辐射特性，建立适合不同区域、不同类型的气溶胶动盐浓度增加有关。鉴于中国气溶胶在气候变化态模式，这对于气溶胶的卫星遥感和辐射强迫研究中所扮演的重要角色，而目前中国气溶胶的长期观都是十分有意义的。地基太阳光度计

5、遥感尽管在空测资料仍然十分缺乏，因此加强气溶胶的长期监测，间代表性上有一定缺陷，但其丰富的信息含量，相对增进对气溶胶特性的认识，这对于研究中国气溶胶比较成熟的反演理论使其在气溶胶研究中具有不可的辐射强迫及其环境影响都是十分必要的。本文试替代的作用。近年来，地基太阳光度计遥感在观测图通过分析$%%>年春季中国北方地区四站点太阳反演原理等方面都取得了许多成果，包括提出了联辐射计资料，给出中国北方地区春季气溶胶的光学合太阳直接和散射辐射反演气溶胶特性的思路；提厚度、尺度和吸收特征值；并初步分析中国华北地区出了同时反演气溶胶尺度谱、折射指数和地表反照沙尘和人为排放气溶胶对大气环境的影响。收稿日期：$

6、%%<=>$=>?；修订日期：$%%#=%@=%>基金项目：本工作得到基金委海外学者合作基金项目（#%%$?&%<），基金项目（#%&$%>$%%’，#%<%&%%$）和中国科学院大气物理研究所创新重大项目支持。作者简介：夏祥鳌（>!’<—"），男，助理研究员。湖南南县人，$%%$年毕业于中国科学院大气物理研究所获理学博士学位。现主要从事气溶胶特性、辐射强迫地基和空基遥感研究。$!"#遥$$感$$学$$报第%卷阵求逆得到其解&’&$观测和分析方法介绍$"#·!&$$另外也可通过将&!’最小化得到其解，如最小’近几年中国北方地区沙尘活动频繁发生。&##’二乘法、最大似然法等，其共同点是利用这些

7、方法得年春季，在亚洲气溶胶计划、中日沙尘输送等国际项到统计意义上的最优解。但由于各波段以及各观测目的支持和推动下，在中国北方地区设立了!个气角度散射核函数之间存在相关，导致上述线性系统接溶胶监测站点：敦煌、内蒙古、北京和香河（表’）。近奇异，因此导致微小的观测误差将导致难以接受的从所处地理位置来看，敦煌和内蒙古以沙尘气溶胶反演误差。在3456748反演算法中加入了先验物为主，香河可代表乡村气溶胶类型，而北京受