一、Spatio-temporal characteristics of aerosol distribution over Tibetan Plateau and numerical simulation of radiative forcing and climate response（论文文献综述）
黄建平,刘玉芝,王天河,阎虹如,李积明,何永利[1]（2021）在《青藏高原及周边地区气溶胶、云和水汽收支研究进展》文中认为青藏高原作为"亚洲水塔",对东亚乃至全球气候有着重要影响。本文介绍了中国科学院A类战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"子课题3"气溶胶-云互馈对西风季风水汽输送的影响"研究的主要结果。针对青藏高原为核心的泛第三极地区,项目研究结果主要包括:（1）沙尘、污染沙尘、抬升烟尘和污染性大陆气溶胶/烟尘是泛第三极地区最主要的气溶胶类型,其中沙尘的排放和输送对青藏高原西部和柴达木盆地大气热力结构的影响非常显着;（2）高原过冷水云的发生频率及其在高原能量收支中的作用比暖水云高,降水主要是由冰云和混合相云产生的,尤其是在暖季。虽然高原大气呈现暖湿化趋势,但水汽收入增多并不能弥补地表水资源由于增温的流失,高原东部水循环呈减弱趋势,而西部水循环则相反。（3）黑碳气溶胶使南亚夏季风减弱、东亚夏季风增强,高原西部西风增强,东部西风减弱;净效应是使高原变得更暖更湿。使高原东侧输出水汽减少,南侧输入减少,西侧输入增加,北侧输入减少。另外,高原上空受沙尘污染影响的对流云东移,与局地对流云团合并,可导致长江流域和华北地区降水增加。总体来说,气溶胶可直接影响辐射,或间接通过作为云的凝结核,或者影响云生成所需的热力结构来改变高原云的宏、微观特性,以此进一步影响到高原地区的地表能量收支和大气加热率廓线,并最终影响环流系统和高原的水汽收支。上述结果作为中国科学院A类战略性先导科技专项的部分研究内容,可揭示影响青藏高原及周边地区水分循环的物理机制,加深理解气溶胶-云相互作用对高原水循环过程的影响机理,为提高空中水资源开发利用效率提供重要的科学依据和理论指导。
林健宇[2]（2021）在《基于全球AERONET地面观测的气溶胶类型分析研究》文中研究说明利用从AERONET（Aerosol Robotic Network）level 2.0数据集中获得的1020 nm处微粒线性退偏比（PLDR）与单次散射反照率（SSA）,在全球52个站点中对气溶胶进行识别得到四类基本气溶胶,研究其时空分布,四类气溶胶对应的辐射强迫性质,并与VIIRS（可见光红外成像辐射仪）深蓝卫星产品进行对比。结果显示,由沙尘与沙尘主导型气溶胶、污染主导型混合气溶胶产生的净辐射强迫较大值主要出现在西非、阿拉伯半岛地区。南非、澳大利亚北部以及南美洲为强吸收性气溶胶主要排放区域。弱吸收性气溶胶净辐射强迫较大值出现在东亚沿海,印度以及尼泊尔地区。VIIRS深蓝产品得到的气溶胶种类分布与本研究分类方法下得到的分类结果相为类似。文章在东亚与东南亚地区典型区域内的20个站点对气溶胶进行了更为精确的划分,得到多类气溶胶,分析多类气溶胶在东亚与东南亚地区的时空分布,典型区域内多层粗细微粒的辐射强迫,粗细微粒的净辐射强迫与净辐射强迫效率、AAE（吸收性Angstr（?）m指数）以及AAOD（吸收性气溶胶光学厚度）的季节变化。我国华北地区在11月至2月出现较多的强吸收性气溶胶,导致冬季较高的净辐射强迫;在华南地区,夏季粗细微粒的净辐射强迫达到了最低值,分别为20.3 W/m2与35.7 W/m2;相较于华北地区,西北地区主要由粗微粒主导,细微粒主要出现在9月;9月同时也是青藏高原南坡生物质燃烧较为频繁的季节,相较于其他站点,最高的细微粒净辐射强迫效率出现在了秋季的Lumbini站点（110.3 W/m2）;在东南亚地区,强吸收性气溶胶与无吸收性气溶胶分别在冬季与夏季占到较大的比例。最后文章利用Hysplit后向轨迹模型（hybrid single-particle Lagrangian integrated trajectory model）与火灾信息资源管理系统中火点的分布分析了东亚与东南亚地区三站点不同气溶胶事件下72h气溶胶气团后向轨迹、风场与火点数据,增强了对亚洲典型地区中多种气溶胶事件的理解。
张莞昕[3]（2021）在《欧亚大陆夏季增暖及其对东亚气候影响的机理研究》文中研究指明欧亚大陆作为全球面积最大的陆地,其表层热力异常对区域大气环流的变异及东亚气候的变化具有重要作用。然而,迄今为止,在区域尺度上对欧亚非均匀增暖进行检测归因,定量分析不同外部强迫和内部变率对欧亚增暖的贡献仍具有一定的难度。本文基于多套观测资料和CMIP6最新模式数据,利用最优指纹法对影响欧亚大陆增暖关键区的外部强迫进行检测归因,借助动力调整方法分离大气环流的动力作用和辐射强迫的热力作用,研究内部变率对欧亚大陆增暖的影响。在此基础上,通过观测分析和数值模拟探讨了东亚中纬度增暖对中纬度气旋和东亚夏季风的影响,并分析了东亚中纬度异常增暖影响东亚夏季气候的动力和热力作用。主要结论如下:（1）通过检测归因发现1960-2019年间东北亚地区（NEA）的夏季增暖主要是由于温室气体强迫的作用,气溶胶强迫也有一定的贡献,欧洲、西亚及部分非洲东北部地区（EWA）的夏季增暖主要受到温室气体强迫影响,自然变率作用次之。基于正则化最优指纹法的检测归因分析结果表明,全强迫、人为强迫和温室气体强迫在两个欧亚增暖关键区NEA地区和EWA地区均可以被显着地检测到,且地表温度变化的长期趋势可以成功地归因于它们的影响。气溶胶强迫信号在NEA地区可以被检测到,在EWA地区不能被检测到。自然强迫在EWA地区可以被检测到,在NEA地区则不能被检测到。（2）90年代中后期欧亚大陆夏季的年代际增暖主要是外部强迫所造成的,而内部变率则造成了欧亚大陆增暖的区域性差异。其中内部变率对NEA地区的年代际增暖有一定的贡献,而内部变率对EWA地区的年代际增暖贡献较小。热力作用在1980-2019年间的欧亚大陆夏季增暖过程中占主要地位,NEA地区的动力作用为此地区90年代中后期的年代际增暖也做出了一定的贡献,而EWA地区的动力作用则较弱。气候系统内部变率引起的动力过程对NEA地区的年代际增暖有贡献,EWA地区的内部变率引起的动力作用要明显弱于NEA地区,其对EWA地区的年代际增暖的贡献很小。（3）NEA地区的地表温度主要受到北大西洋涛动NAO和太平洋年代际振荡PDO的影响,EWA地区主要受到北大西洋涛动NAO和北大西洋年代际振荡AMO的影响。对于NEA地区,PDO对NEA地区的地表温度的动力作用占据主导地位,NAO的作用次之。当NAO处于负位相时,无论PDO处于正位相还是负位相,NEA地区的地表温度对PDO的作用的响应都更加强烈。当NAO处在负位相时,内部变率PDO对NEA地区的地表温度的动力作用的影响加剧。内部变率北大西洋年代际振荡AMO和北大西洋涛动NAO的联合作用对EWA地区的地表温度没有明显的影响,两者在相互叠加时其作用因为相互抵消而减弱。（4）东北亚地区的陆面热力异常对东亚夏季气候有重要影响。东北亚增暖关键区增暖（变冷）将通过大气斜压性和能量转换引起东亚中纬度温带气旋活动减弱（增强）。东亚中纬度温带气旋活动的减弱（增强）会引起瞬变动力强迫的正异常（负异常）,从而使贝加尔湖地区的位势高度场为正异常（负异常）。以上过程会增强（减弱）天气尺度瞬变波对时间平均流的动力作用,从而不利于（有利于）东亚夏季风的发展。（5）1979-2017年间,辐射强迫的加热所造成的热力作用是影响欧亚大陆增暖的主要原因,大气环流变化的动力作用虽然在欧亚大陆的某些地区如NEA地区也有一定的增暖作用,但整体而言所占比例很小,贡献不大。1979-2017年间东亚中纬度气旋源地的温带气旋活动的减少主要是由于热力作用造成的。过去几十年间中国东北至蒙古国地区的降水有显着的减少,其变化主要是大气环流的动力作用所引起的,辐射强迫等造成的热力降水的贡献要弱于动力降水。
田甜[4]（2021）在《青藏高原地区气溶胶直接辐射强迫数值模拟研究》文中认为青藏高原的动力及热力作用会影响区域及全球气候,气溶胶的辐射强迫可以改变地-气辐射收支,进而可能会对这一系列的过程产生一定影响。本文使用第五代欧洲中期数值预报中心-汉堡模式（ECHAM5）和模块化地球子模型系统（MESSy）所建立的大气化学气候耦合模式EMAC,对大气气溶胶光学性质及辐射效应进行模拟,并对其时空分布特征进行分析。经过与卫星观测数据的对比分析,可以证明EMAC可以较好地模拟青藏高原上空的气溶胶消光特征。模式模拟结果显示,沙尘、水溶性气溶胶以及其内混状态下的液态水在青藏高原地区是主要的气溶胶消光成分,黑碳、有机碳以及海盐气溶胶则是该地区次要气溶胶消光成分。在青藏高原高空,14-20km高度范围内,有气溶胶消光系数的极大值出现。纳布罗火山爆发后,海拔18km高度附近,消光系数可以达到2.5×10-3km-1,这主要是水溶性气溶胶以及其中液态水消光造成的,而沙尘在18km以上的高空对消光贡献较小。在青藏高原大气顶,气溶胶的直接辐射强迫的季节变化为春季(-1.49 W?m-2)>秋季(-1.22 W?m-2)>夏季(-0.79 W?m-2)>冬季(-0.54 W?m-2);而在高原地表,气溶胶的辐射强迫的季节变化为春季(-5.77 W?m-2)>夏季(-4.54W?m-2)>秋季(-3.09 W?m-2)>冬季(-2.15 W?m-2)。在青藏高原北部,沙尘会在大气顶和大气层产生明显的正辐射强迫,起到了加热作用。此外,2011年6月纳布罗火山爆发,2011年后半年中,平流层气溶胶在大气顶处的负辐射强迫有明显增强,与另外两年的秋、冬季相比,平流层气溶胶负辐射强迫分别增加了56%和52%。地面对大气提供热量的方式分为辐射强迫、感热和潜热,为了更好地分析青藏高原地区的热力过程,本文对高原地表的感热、潜热通量进行了分析。春季地表以感热通量为主,夏季以潜热通量为主,秋、冬季两者相近。最后,通过关闭南亚地区气溶胶排放源的敏感性试验,发现青藏高原地区区域平均光学厚度变化减小了0.02,高原北部光学厚度增大,这主要是沙尘气溶胶的光学厚度增大所造成的。南亚地区气溶胶对高原上空12-18km的气溶胶消光影响最明显。敏感性试验后,青藏高原大气顶和大气层辐射强迫的变化量为正,在高原北部最为明显。
刘佳伟[5]（2021）在《基于CESM模式的全球1.5和2℃增温背景下东亚气候响应及其机制研究》文中进行了进一步梳理本文利用NCAR（National Center for Atmospheric Research）研发的高性能地球系统模式CESM（Community Earth System Model）瞬变态和平衡态多集合模拟结果系统地研究了包括东亚夏季风、陆地温度与降水极端事件和海洋热浪在内的东亚气候在低增温（1.5℃和2℃）背景下的响应。在此基础上,分别比较了2℃与1.5℃增温背景之间和平衡态模拟与瞬变态模拟之间东亚地区气候响应的差异。进一步揭示了低增温背景下东亚气候的响应机制及在瞬变态和平衡态模拟中的异同。主要结论如下:（1）低增温背景下,东亚夏季风降水将显着增加,环流变化微弱。夏季风降水响应的关键区域为东亚南部地区,该区域响应最强。同时,东亚南部地区也是额外0.5℃增温变化最显着的区域,但平衡态相较瞬变态在该区域的正差异更为显着。水汽收支方程诊断表明,两种情景下,东亚沿海地区低层水汽增加较多热力作用较强,因而有利于降水增强,而动力作用和瞬变涡动作用则存在明显空间差异。进一步分析表明,东亚副热带西风急流通过调制东亚地区的上升运动和天气尺度扰动,影响动力作用和瞬变涡动作用,尤其是显着增强了平衡态下的瞬变涡动作用,在很大程度上造成了平衡态与瞬变东亚夏季风降水响应的差异。而西风急流的差异则主要是两个情境中温室气体排放差异引起的对流层中高层大气增温模态差异所导致的。另一方面,瞬变涡动作用同时还受到青藏高原潜热增强的影响。（2）低增温背景下,东亚极端温度和降水指数大多都有较为显着的响应。极端温度指数中TXx（年最大高温）和TNn（年最小低温）指数在东亚地区增长较为均一,SU25（夏日天数）指数在低纬度增长更为显着,FD0（霜冻天数）指数则在中高纬度减弱更多。与高温相关的TXx和SU25指数,历史时期20年一遇的极端情况发生概率增加,与低温相关的TNn和FD0指数则几乎不会发生。温度极端指数对额外0.5℃增温响应敏感。降水极端指数除CDD（连续干旱）指数以外,SDII（平均降水强度）、R10（10mm以上降水天数）和R95p（95分位数以上降水量）指数在东亚地区都显着增长,且2℃相较1.5℃增温在中国南方地区有显着的增强。平衡态相较瞬变态模拟,极端温度指数区域平均差异较小,而SDII、R10和R95p在中国南方地区为显着的正差异。温室气体排放控制的平均温度的变化是导温度极端事件的最重要的因子,降水年平均值和变率同时影响极端降水指数。夏季风降水的增强是年平均降水量增加的主要原因,而降水变率的增大则主要是由于平均上升运动在中国南部的增强。东亚地区极端事件的演变也与中亚地区存在较大的差异,表现出平缓、持续和确定性高的特点。（3）低增温背景下,东亚邻近海域海洋热浪的各个特征指数都有较为显着的响应。海洋热浪强度在中高纬度沿海地区增强最显着,海洋热浪持续时间和总天数在低纬度响应最强,海洋热浪积温则兼具前者高值区域。额外0.5℃的增温会显着增强海洋热浪各个特征指数,而平衡态相较瞬变态模拟,海洋热浪特征指数在中国东海及30℃左右的延伸区域均为正差异。平均SST（海表温度）的增强主导了海洋热浪各个特征指数的增强,其中海洋热浪强度与平均SST空间响应相似;海洋热浪持续时间和总天数在低纬响应最为显着,其主要是因为低纬度SST的季节差异较小,SST数值的概率分布较为集中,海洋热浪发生概率的改变对平均SST变化较为敏感。东亚邻近海域SST的快慢响应过程特征明显,瞬变态由快响应主导,表面通量作用显着,表层增温最快;平衡态温室气体排放减少,表面通量作用减弱,次表层增温最快,慢响应逐步显现,对上层SST起到保温作用甚至使其持续增温。（4）东亚整体而言,低增温背景下气候响应显着。2℃相较于1.5℃增温,气候响应差异显着,气候极端事件的强度和频率都将显着增加。与温度相关的陆地海洋极端事件主要对GMST（全球平均表面气温）的变化较为敏感,平衡态相较瞬变态,夏季风降水和极端降水差异显着。这表明现有大多数使用瞬变态模拟的研究可能严重低估了东亚地区的平均和极端降水响应。
范传宇[6]（2021）在《冰雪反照率反演以及冰雪下垫面下的北极云辐射强迫研究》文中提出积雪、冰盖以及冰川在地球广泛覆盖,为人类提供宝贵的淡水资源,同时影响着地球的区域气候以及生态环境。随着全球气温不断升高,气候变暖对人与大自然均产生巨大影响:水资源变少、物种迁移、农业生产条件改变、冰川融化、北极快速增温与海冰融化以及极端天气气候事件如高温热浪、暴雨洪水、干旱、频率和强度的增加。积雪由于其高反照率的特性,其微小的变化就可以对地气系统的能量收支形成正反馈作用,进一步加强地球变暖。积雪的时空分布变化以及对于各种关键参数的遥感监测如积雪粒径以及积雪反照率一直是冰雪研究中的重点。人类日趋频繁的活动产生了大量气溶胶,这些气溶胶包括很多吸光性杂质通过长距离的输送,沉降到积雪中对地气系统的反照率以及辐射收支造成大的影响。云在地气系统中扮演重要角色,积雪的高反照率与北极地区云的存在使得该地区的辐射收支计算尤为重要。论文介绍了研究背景与意义,调研了国内外积雪研究的研究进展以及面临的问题,对于遥感反演中常见的辐射传输模型进行了介绍。论文提出新的反演方法反演宽波段积雪反照率,利用反演的积雪反照率计算北极地区云的辐射强迫,具体的主要内容如下:1.提出一种渐进辐射传输理论与离散纵标法相结合的方法反演宽波段积雪反照率,渐进辐射传输理论反演雪粒径,离散纵标法计算宽波段积雪反照率,雪粒的光学参数利用MIE散射程序完成;对于不同卫星数据反演积雪粒径的差异性进行了分析,对于吸光性杂质引起的积雪反照率减小进行了修正。2.利用C++语言,编写了积雪粒径与积雪反照率查询系统,输入经纬度以及时间,可以查询该区域的积雪有无以及积雪粒径的大小,同时该区域的积雪光谱反照率与该时刻北极地区的积雪粒径的空间分布可以被下载保存。3.利用MODIS传感器数据,分析了 2003～2019年的云参数的时空分布特征,云的类型主要是冰云、水云以及不确定相态的云,云参数主要包括云顶高度、云光学厚度、云滴有效粒径以及云相态概率。利用卫星数据获取了北极地区不同月份的平均地表温度以及北极地区不同相态的云的平均概率。4.改进了 SBDART模型的光谱,太阳光谱和常见气体的吸收光谱由MODTRAN4的10cm-1替换成MODTRAN5的1cm-1,模式中的积雪反照率由固定值改变成为反演的积雪反照率输入。5.对北极的各种云参数进行平均,利用SBDART模型计算不同种类型的云的辐射强迫以及云的平均辐射强迫,比较了入射角的不同对积雪反照率造成的影响以及对云辐射强迫的影响,分析了不确定相态的云分别假设为冰云以及水云对于云辐射强迫的影响。
元天刚[7]（2021）在《青藏高原吸收性气溶胶的来源及输送机制》文中研究说明青藏高原被称为“亚洲水塔”,是中纬度拥有冰川量最多的地区。由于特殊的地理位置,其强大的动力和热力作用对亚洲天气和气候具有重要的调节作用。近年来,大量观测指出青藏高原受到了外源污染物的影响,一些污染物浓度呈现出增加的趋势,以黑碳和沙尘气溶胶较为明显。由于对太阳光具有强烈的吸收性,传输到高原的吸收性气溶胶会改变高原大气热力结构,加速积雪消融,因此也是高原显着增温的原因之一。因此,厘清青藏高原吸收性气溶胶的来源,对于维护我国生态安全屏障,预测未来高原天气和气候变化具有重要意义。本文利用WRF-Chem（Weather Research and Forecasting Model coupled with chemistry）模式进行了长时间模拟,结合多种观测手段分析了青藏高原沙尘和黑碳气溶胶的潜在来源及输送机制,主要研究结果如下:（1）与地面气象站观测资料相比,模式较好地再现了模拟区域温度和降水的时空变化特征,与站点观测的相关系数超过了0.96;与卫星和AERONET（Aerosol Robotic Network）站点观测相比,模式也抓住了塔克拉玛干沙漠、印度北部、青藏高原地区、中国东部和北部的气溶胶光学厚度的逐日变化和高原附近气溶胶的垂直结构特征,在一些站点与观测的相关系数高达0.65;通过与前人对高原黑碳气溶胶的采样结果相比,模式较为合理地展现了高原地面黑碳气溶胶浓度的分布。但是模式低估了印度和孟加拉国附近的气溶胶光学厚度,这可能与南亚地区排放清单的不确定性、忽略了排放清单的年变化特征以及参数化方案的不确定性有关。（2）对春夏两季塔克拉玛干沙漠沙尘在各个方向的传输特征进行了分析,结果表明,夏季高原北部的沙尘与塔克拉玛干沙尘的经向输送有关。青藏高原和塔克拉玛干沙漠夏季的起沙通量低于春季,但是从整个大气层的柱浓度来看,青藏高原北部和天山地区夏季的沙尘柱浓度显着高于春季,差值可达90 mg m-2。卫星观测和数值模拟也表明,夏季塔克拉玛干的沙尘粒子聚集在青藏高原北坡至天山一线3-8 km的高度处,浓度比春季高30μg m-3。进一步分析塔克拉玛干沙尘在东南西北四个方向的输送通量发现,经向输出仅次于塔克拉玛干沙尘的东向输出,特别是在夏季。从春季到夏季,东向输出通量由总输出量的74%减少至61%,而南向输出由21%增加至30%。春季冷空气较强,高原和塔克拉玛干沙漠起沙较高,但是由于高空强西风气流的影响,沙尘主要向东输送。而在夏季,西风急流北移减弱导致沙尘东向输出减少。伴随沙漠地区强的地表感热加热,沙尘粒子很容易抬升到3-8 km的高度并聚集。由于夏季高原近地表是一个强的辐合中心,塔克拉玛干沙尘在偏北风和地形抬升的作用下辐合进入高原并抬升,进一步影响高原热源。（3）研究了冬季高原黑碳气溶胶的来源及输送机制。结果表明,高原东坡是青藏高原地区黑碳气溶胶逐日变化最为显着的区域。当高原东坡黑碳气溶胶偏高时,东亚大气环流表现为:高原南侧西风气流增强,北侧西风气流减弱,东亚大槽东移。在这种情况下,来自印度的黑碳一方面会在对流层中层沿平直西风气流到达高原东部;另一方面在对流层低层伴随增强的南支西风气流到达高原南部。同时在中国西南地区强的西南气流会将源自四川盆地的黑碳气溶胶向青藏高原东北部输送。在边界层内,冷高压前增强的东北气流使得来自中国中部和东部的黑碳向高原东坡输送。与此同时,高原北侧减弱的西风气流和高原东坡异常强的上升气流有利于黑碳气溶胶的抬升,从而使得高原东坡至中国中部存在一个高浓度的黑碳气溶胶带。另一个环流形式与上述环流形式相反,导致高原黑碳气溶胶浓度偏低。两种大气环流模态可能与东亚低层经向温度梯度异常有关,这是因为冬季低层大气经向温度梯度的变化会通过瞬变涡反馈影响上层大气环流。
华珊[8]（2020）在《青藏高原气溶胶-云相互作用及云辐射效应研究》文中进行了进一步梳理青藏高原素有“亚洲水塔”之称,对区域乃至全球水循环和气候有着重要影响。近年来,卫星频繁观测到发生在青藏高原上空的大气污染事件,主要源于污染物的局地排放和远距离输送。随着人类活动的加剧,青藏高原地区局地排放的大气气溶胶也逐渐增多;而且,受高原大地形热力作用的影响,高原周边几大沙漠和人为污染物源区的气溶胶被输送至高原边坡,并被进一步抬升至高原上空。同时,夏季青藏高原周边洋面的水汽受季风影响可辐合至高原周围,进而在高原热力作用下进一步汇聚至高原上空形成空中湿岛。夏季充沛的水汽使得高原上空对流云的形成和发展旺盛,并与抬升至高原上空的沙尘等大气气溶胶发生混合,气溶胶粒子可对云物理特性产生影响。因此,青藏高原地区气溶胶、云特性及其相互作用是青藏高原影响区域和全球气候变化研究中的重要前沿科学问题,也是该领域研究所面临的新挑战。由于青藏高原特殊的地理位置和地形,地面观测资料的缺乏成为限制高原大气气溶胶、云及相关研究的重要因素。因此,目前仍缺乏对青藏高原气溶胶-云相互作用全面系统的认识,尤其对高原上空冰云的研究更为稀缺。针对上述问题,本文联合多种卫星观测资料、再分析资料、耦合气溶胶三维辐射传输模式的非静力二十面体大气变网格模式（NICAM-SPRINTARS）以及耦合模式比对计划第五阶段（CMIP5）的数值模式,系统研究了青藏高原上空气溶胶、云特性以及气溶胶对水云和冰云的影响等,以期为理解青藏高原上空气溶胶-云相互作用和改进高原数值模式提供科学依据。主要结论如下:（1）利用卫星观测资料分析了2000-2015年期间青藏高原上空气溶胶和云的特性分布。研究发现,气溶胶主要集中分布在青藏高原北坡上空。其中,气溶胶光学厚度（AOD）自南而北呈现逐渐增加的分布特征,Angstr?m指数（AE）则自南而北逐渐减小。最大气溶胶指数（AIn）（0.01）位于青藏高原南坡,最小AIn（0.62）则位于高原北坡。另一方面,尽管冰云和水云的云分数高值区位于高原东南部,但二者在高原边缘区域的出现频次高。其中,与水云相比,冰云在高原上的出现频次更高,尤其是在高原北坡上。同时,结合云-气溶胶激光雷达和红外探测卫星观测（CALIPSO）和CloudSat卫星数据,发现气溶胶-云混合出现频次在高原边缘区域更高。气溶胶和云的特性分布表明青藏高原上气溶胶和云之间可能存在潜在关系。（2）基于气溶胶和云的特性分布,全面分析了气溶胶对冰云和水云物理特性的影响及差异。从云的宏观特性来看,气溶胶与冰云云分数之间的相关性比水云云分数高。随着气溶胶的增加,水云发展的更高更深厚,冰云则变高变薄。从云的微观特性而言,相较于水云,气溶胶对冰云的影响更为显着。其中,气溶胶的增加导致白天冰云的粒子半径（ICDR）减小,夜间ICDR几乎不变。由于饱和效应,白天冰水路径（IWP）略有减少,夜间IWP则显着增加。白天和夜间冰云的光学厚度呈现出显着相反的变化趋势。剔除气象因子影响后表明,气溶胶相比于气象场对云特性的影响更显着。NICAM-SPRINTAR变网格模式模拟结果与观测结果一致。总体而言,青藏高原上空气溶胶对冰云物理特性的影响比对水云物理特性的影响更显着。（3）利用卫星资料和CMIP5模式,进一步量化并比较了气溶胶对青藏高原上空水云和冰云辐射特性的影响。卫星观测表明,青藏高原上空冰云云分数占比高于水云,且青藏高原上气溶胶变化引起的水云和冰云总辐射强迫变化分别为-0.31±0.02W/m2和-0.33±0.09W/m2,其中以短波辐射强迫变化为主。CMIP5模拟表明,气溶胶变化引起的冰云总辐射强迫的变化（-0.73±0.03W/m2）覆盖了青藏高原的大部分区域,而引起的水云总辐射强迫的变化（-0.34±0.03W/m2）主要位于高原南坡。综合卫星观测及数值模拟结果可见,气溶胶对冰云辐射特性的影响比对水云更显着。（4）基于云辐射特性的变化,量化了云对高原异常增暖的贡献。全球变暖大背景下,青藏高原呈现出异常增暖现象。与1961-1999年期间+0.04°C/十年的增温速率相比,2000-2015年期间青藏高原以+0.30°C/十年的速率加速增温。同时期而言,冷季（11月至次年3月）的增暖比暖季（5月至9月）增暖更显着。此外,在冷季,高原上空中云减少而高云增加,且冷季高原的净云辐射强迫为正,表现为加热效应。观测分析表明,中云减少产生的反照率效应的减弱以及高云增加产生的温室效应的增强是引起高原加速增温的因素之一。CMIP5模拟结果表明,云净辐射效应对高原增温的贡献为+0.88°C,其中因中云减少引起的短波辐射效应增加占主导地位。
张百超[9]（2020）在《基于多源资料的全球陆地季风区云—辐射特征及数值模拟分析》文中研究指明全球陆地季风区是世界上人口最密集的地区之一,季风降水影响了全球三分之二的人口。过去受到观测手段的限制,对全球陆地季风区云-辐射的特征与模拟很难进行整体,客观的研究。卫星产品的出现为研究云特征提供了新的手段。本文围绕全球季风区云与辐射的特征,首先分析了不同卫星产品中全球季风区云-辐射的特征,后基于此部分的结论,进一步评估了模式,尤其是CMIP6中的新版本模式对云-辐射的模拟性能,主要研究结论如下:一、全球陆地季风区云辐射强迫气候特征使用来自不同卫星传感器的不同卫星产品研究了不同产品所给出的全球季风区云-辐射的气候态特征。结果表明,与降水分布类似,全球季风区同样为云-辐射的大值区,且云-辐射呈现出与降水类似的夏季增加冬季减少的特征。而不同子季风区的总云量季节循环存在差异。虽然在气候态上不同卫星产品给出的总云量存在一定的差异,不同卫星产品均能给出较为一致的总云量季节变化。Cloud Sat能够揭示更多的云垂直结构的细节特征,其他卫星产品大多只能提供云系的顶层信息。二、全球陆地季风区云辐射强迫长期趋势与年际变率使用来自不同卫星传感器的不同卫星产品进一步分析了全球季风区云-辐射的季节变率与长期趋势,同时给出了不同子季风区的联系与差异。结果表明,全球季风区内总云量的年际变率分布不均匀,并且年际变率分布与降水的年际变率分布有一定的差距。不同卫星产品所给出的总云量的年际变率具有较强的资料依赖性。对于长期趋势,卫星产品显示总云量的长期趋势在21世纪初存在一个拐点,在21世纪之前,全球季风区的总云量与云辐射强迫总体呈现减弱趋势。在21世纪后,总云量减弱趋势暂缓。云量的单调变化具有较强的地域特征。三、大气环流模式AMIP试验模拟的全球陆地季风区云辐射强迫与误差来源结合前文结论,利用再分析资料与卫星观测资料,研究了三组中国气候模式AMIP试验中云-辐射的模拟性能,并对比了其CMIP5、CMIP6合计5套模式数据,考察新旧模式在云-辐射模拟模拟有何改善,并进一步对模式模拟偏差进行了归因诊断。研究发现各套模式对云-辐射模拟偏低,CMIP6模式对云-辐射气候态模拟改善程度较小。云特征的模拟偏差有很大可能性是由于对垂直动力结构模拟偏差导致的,并且,即使在类似的中低层动力结构中,各套模式依旧不能给出与再分析资料相似的云-辐射特征。四、FGOALS2两个模式对东亚冬季青藏高原东部层云区模拟的个例分析冬季青藏高原东部层云区是唯一存在于副热带陆地的层云密集区,对该地区层云模拟能力的系统分析评估是改进模式性能的重要依据。基于卫星资料,评估了中国科学院大气物理研究所FGOALS-s2和FGOALS-g2的大气环流模式试验（AMIP）对青藏高原东侧层云的模拟能力。通过分析云辐射强迫等相关特征、大气环流、稳定度、以及地表气温和云的关系,探讨了模式偏差的可能原因。结果表明,两个模式都不同程度地低估了青藏高原东侧的低层云量和云水含量。进一步分析表明,两个模式均低估了高原东侧的低层稳定度,同时不同程度地低估了该地区中低层水平水汽输送,导致层云云量的模拟偏少。此外,FGOALS-g2高估了高原东侧的上升运动和垂直水汽输送,使得模拟的低云偏少而云顶高度偏高。
白冰[10]（2020）在《我国北方地区大气气溶胶分布输送特征及其对夏季风活动的响应》文中研究说明全球气候变化一直是重大的科学问题和热点议题,气溶胶在气候变化的影响因子中作用的不确定性最大,受到了广泛的关注（IPCC,2013）。研究气溶胶的垂直方向特征、传输路径、发生频率和光学厚度的时空分布,是分析气溶胶气候效应的关键,也是研究气溶胶与全球变暖、季风活动等相互作用的基础。我国处于亚洲东部,雨带和大气污染受夏季风的影响显着,根据受夏季风的影响程度,将我国分为夏季风影响区、夏季风影响过渡区和非夏季风影响区。本文利用地面观测数据、卫星遥感数据和再分析资料等多源数据,结合数值模式,首先分析了一次沙尘天气过程以及不同移动路径的沙尘,在传输过程中沙尘粒子的垂直分布和对比分析;进一步分析了我国西北地区不同种类气溶胶在不同光学厚度下,四季和年均发生频率。研究东亚夏季风环流对“夏季风影响过渡区”内气溶胶空间分布的影响,以及沙尘和污染型气溶胶的发生频率对强、弱季风年的响应;分析了我国不同种类气溶胶分布对夏季风进退的响应。得到的主要结论如下:（1）对影响我国北方地区一次沙尘天气过程分析发现,大气层结不稳定、大风和沙源共同造成了这次区域沙尘暴过程。沙尘粒子主要分布在23 km左右,根据HYSPLIT后向轨迹模式和美国海军气溶胶分析与预测系统（NAAPS）模拟的沙尘传输路径可知,此次沙尘天气过程是西北路径且主要向东移动,最高抬升至8 km;另外在甘肃境内持续作用,造成当地的扬沙、浮尘天气。（2）西北和偏西路径沙尘天气过程中,沙尘气溶胶垂直分布高度较偏北路径沙尘天气高;偏西路径较西北路径沙尘天气污染沙尘型粒子有所增多,两次天气过程所在区域都是酒泉地区,但不同的沙尘源区和移动路径导致大气中气溶胶粒子类型的占比不同;与酒泉地区的两次不同路径沙尘天气比较,张家口地区的气溶胶粒子退偏振比均值最小,沙尘粒子在低空已经和其它类型的气溶胶粒子混合,导致粒子的非球性降低。（3）我国西北地区沙尘气溶胶发生频率随气溶胶光学厚度值增大呈下降趋势,污染沙尘型气溶胶在六类型气溶胶中出现频率最高,从观测角度来说,爆发沙尘暴天气过程时,伴随有污染物的迁移,近年来发生的沙尘天气,气溶胶类型基本都是污染沙尘型;在不同气溶胶光学厚度值下,烟尘型气溶胶发生频率较大陆污染型气溶胶高,并且随气溶胶光学厚度值的增大呈上升趋势。从四季来看,秋季和冬季在气溶胶光学厚度值大于0.1时,污染型气溶胶频率明显高于沙尘气溶胶。（4）我国夏季风影响过渡区内,沙尘气溶胶主要集中在26 km高度层,分布于过渡区西部;污染型气溶胶发生高度低于沙尘气溶胶,主要集中在地面4 km高度,且主要分布于过渡区内的中东部地区。强季风年,沙尘气溶胶发生频率明显低于弱季风年,且沙尘粒子占比约为19.6%,而污染型气溶胶发生频率呈现相反态势,占比约为71.8%,高于弱季风年。结合风场分析,夏季风将中国东南部地区的污染粒子输送至过渡区,并且在这里聚集,导致强季风年的污染型气溶胶多于弱季风年。不同极端季风年期间东亚夏季风影响过渡区内气溶胶粒子总量基本相同,而粗细粒子的占比不同。（5）在季风区,气溶胶类型以硫酸盐为主,占比为71%;在过渡区,气溶胶类型以硫酸盐和沙尘为主,占比分别为57%和27%;在非季风区,气溶胶类型以沙尘为主占比为83%;在季风区,硫酸盐气溶胶在季风发展的三个阶段对气溶胶总光学厚度的贡献率最大,其在季风爆发前、季风盛行期和季风撤退后贡献率依次为45%、43%和52%;在过渡区,季风爆发前,沙尘对气溶胶总光学厚度的贡献率为16%,硫酸盐贡献率为18%,在季风爆发后,沙尘的贡献率降低至8%,而硫酸盐的贡献率略有升高为20%;在非季风区,沙尘的贡献率始终占据主导地位。
二、Spatio-temporal characteristics of aerosol distribution over Tibetan Plateau and numerical simulation of radiative forcing and climate response（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Spatio-temporal characteristics of aerosol distribution over Tibetan Plateau and numerical simulation of radiative forcing and climate response（论文提纲范文）
（1）青藏高原及周边地区气溶胶、云和水汽收支研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 气溶胶输送及其对青藏高原大气热力结构的影响 |
| 2.1 泛第三极地区主导气溶胶类型及输送机制 |
| 2.2 沙尘气溶胶对青藏高原及周边地区大气热力结构的影响 |
| 2.3 青藏高原气溶胶垂直分布观测资料同化系统 |
| 3 青藏高原上空的云特性和水汽收支 |
| 3.1 青藏高原不同云相的辐射效应及降水频率 |
| 3.2 青藏高原的水汽收支 |
| 3.3 青藏高原水循环的变化机制 |
| 4 气溶胶对青藏高原水汽输送、云特性及下游降水的影响 |
| 4.1 气溶胶对高原水汽输送的影响 |
| 4.2 气溶胶对高原云特性的影响 |
| 4.3 塔克拉玛干沙尘对高原对流云及下游降水的影响 |
| 5 总结与展望 |
（2）基于全球AERONET地面观测的气溶胶类型分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 观测方法 |
| 1.2.2 分类方法 |
| 1.2.3 辐射强迫 |
| 1.3 本研究拟解决的科学问题 |
| 第二章 数据与方法 |
| 2.1 观测方式 |
| 2.1.1 AERONET |
| 2.1.2 深蓝算法与可见光红外成像辐射仪 |
| 2.1.3 混合单粒子拉格朗日积分轨迹(HYSPLIT)模型 |
| 2.1.4 ERA-Interim数据 |
| 2.1.5 火灾信息资源管理系统 |
| 2.2 光学参数 |
| 2.3 辐射强迫与辐射强迫效率 |
| 2.4 气溶胶分类与可行性分析 |
| 2.4.1 全球四类气溶胶分类 |
| 2.4.2 东亚与东南亚多类气溶胶分类 |
| 2.4.3 气溶胶分类的可行性分析 |
| 2.5 站点介绍 |
| 第三章 全球气溶胶分类 |
| 3.1 全球多光学参数分布 |
| 3.2 全球四类气溶胶的空间分布特征 |
| 3.3 全球四类气溶胶的时间分布特征 |
| 3.4 全球四类气溶胶的净辐射强迫与净辐射强迫效率 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 东亚与东南亚地区气溶胶分类 |
| 4.1 东亚与东南亚多地区光学参数分布 |
| 4.2 东亚与东南亚多类气溶胶的空间与时间分布 |
| 4.3 东亚与东南亚粗细气溶胶微粒的辐射强迫 |
| 4.4 东亚与东南亚粗细微粒净辐射强迫与净辐射强迫率的季节分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 气溶胶分类结果对比与事件分析 |
| 5.1 源于VIIRS深蓝产品的气溶分类以及误差分析 |
| 5.2 气溶胶事件分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 特色与创新点 |
| 6.3 研究的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（3）欧亚大陆夏季增暖及其对东亚气候影响的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 欧亚陆面热力异常的研究进展 |
| 1.3 欧亚陆面热力异常影响东亚季风及气候的研究进展 |
| 1.4 欧亚陆面热力异常相关机理的研究进展 |
| 1.5 陆面热力异常检测归因的研究进展 |
| 1.6 问题的提出 |
| 1.7 论文章节安排 |
| 第二章 资料和方法 |
| 2.1 资料说明 |
| 2.1.1 观测资料与再分析资料 |
| 2.1.2 CMIP6模式资料介绍 |
| 2.1.3 CESM-LE模式资料介绍 |
| 2.2 方法介绍 |
| 2.2.1 集合经验模态分解方法 |
| 2.2.2 气旋客观识别和追踪方法 |
| 2.2.3 其它统计分析方法 |
| 第三章 外部强迫对欧亚大陆夏季增暖趋势的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CMIP6 模拟的不同外部强迫下欧亚大陆夏季增暖的基本特征 |
| 3.3 基于正则化最优指纹法的欧亚大陆夏季增暖的检测归因分析 |
| 3.4 不同外部强迫对欧亚大陆夏季增暖趋势的定量评估 |
| 3.5 基于检测归因结果的欧亚大陆未来温度的可能变化趋势 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 内部变率对欧亚大陆夏季年代际增暖的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于构建环流型方法的欧亚大陆夏季增暖的动力调整 |
| 4.3 欧亚大陆夏季年代际增暖中的动力和热力作用 |
| 4.4 影响欧亚大陆夏季年代际增暖的主要内部变率 |
| 4.5 内部变率对欧亚大陆夏季年代际增暖的协同作用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 欧亚大陆夏季增暖对东亚夏季气候的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 欧亚大陆夏季增暖和东亚夏季气候的联系 |
| 5.3 数值模式模拟与影响机理分析 |
| 5.3.1 模式介绍及试验设计 |
| 5.3.2 模式模拟能力评估 |
| 5.3.3 影响机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 欧亚大陆夏季增暖的动力和热力作用对东亚气候的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 动力和热力作用导致的东亚气旋活动和降水变化的空间分布特征 |
| 6.3 动力和热力作用导致的东亚气旋活动和降水变化的时间变化特征 |
| 6.4 欧亚大陆夏季增暖影响东亚气旋和降水的动力和热力作用分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研情况 |
| 1 发表论文情况 |
| 2 参加项目情况 |
| 3 学术交流情况 |
| 致谢 |
（4）青藏高原地区气溶胶直接辐射强迫数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 青藏高原地区气溶胶及其光学性质的观测研究 |
| 1.2.2 青藏高原地区气溶胶辐射效应研究 |
| 1.2.3 南亚地区气溶胶对青藏高原影响的研究 |
| 1.3 本文主要内容和章节安排 |
| 第2章 研究资料和方法 |
| 2.1 模式介绍 |
| 2.2 卫星数据 |
| 2.2.1 MODIS数据 |
| 2.2.2 MISR数据 |
| 2.2.3 CALIPSO数据 |
| 2.3 ECWMF-Interim数据 |
| 第3章 青藏高原地区气溶胶光学性质 |
| 3.1 气溶胶光学厚度 |
| 3.1.1 总气溶胶光学厚度(AOD) |
| 3.1.2 主要气溶胶消光成分对AOD的贡献 |
| 3.1.3 次要气溶胶消光成分对AOD的贡献 |
| 3.2 气溶胶Angstrom指数 |
| 3.3 气溶胶消光系数 |
| 3.3.1 卫星观测的气溶胶消光垂直分布 |
| 3.3.2 模式模拟的不同成分气溶胶消光垂直廓线 |
| 第4章 青藏高原气溶胶直接辐射强迫 |
| 4.1 总气溶胶直接辐射强迫 |
| 4.2 平流层气溶胶辐射强迫 |
| 第5章 南亚地区对青藏高原气溶胶辐射效应的影响 |
| 5.1 试验方案 |
| 5.2 气溶胶光学厚度与消光系数 |
| 5.3 气溶胶直接辐射强迫 |
| 5.4 地表感热和潜热通量 |
| 5.4.1 地表感热通量的季节变化 |
| 5.4.2 地表潜热通量的季节变化 |
| 5.4.3 敏感性试验 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于CESM模式的全球1.5和2℃增温背景下东亚气候响应及其机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 全球历史气候变化 |
| 1.2.2 全球增温1.5℃定义 |
| 1.2.3 全球1.5℃增温背景下响应 |
| 1.2.4 东亚夏季风变化及机制 |
| 1.2.5 东亚极端事件变化及机制 |
| 1.2.6 海洋热浪变化及机制 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 各章内容安排 |
| 第二章 数据和方法 |
| 2.1 数据 |
| 2.1.1 观测数据 |
| 2.1.2 模式数据 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 不同时段的定义 |
| 2.2.2 线性回归 |
| 2.2.3 水汽收支方程诊断 |
| 2.2.4 湿静能诊断 |
| 2.2.5 海陆热力差异指数 |
| 2.2.6 温度和降水极端事件指数 |
| 2.2.7 极端事件回归周期 |
| 2.2.8 海洋热浪特征指数 |
| 2.2.9 上层海温热力收支分析 |
| 第三章 东亚夏季风响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 历史变化及模拟 |
| 3.2.1 全球表面气温的模拟 |
| 3.2.2 亚洲降水的模拟 |
| 3.2.3 亚洲环流的模拟 |
| 3.3 全球低增温背景下响应 |
| 3.3.1 夏季风降水响应 |
| 3.3.2 夏季风低层环流响应 |
| 3.4 水汽和能量诊断 |
| 3.4.1 水汽收支方程分析 |
| 3.4.2 湿静能诊断分析 |
| 3.5 可能的影响机制 |
| 3.5.1 海陆热力差异的变化 |
| 3.5.2 东亚副热带西风急流的影响 |
| 3.5.3 青藏高原潜热的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 东亚陆地极端事件响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 历史变化及模拟 |
| 4.2.1 温度极端事件的模拟 |
| 4.2.2 降水极端事件的模拟 |
| 4.3 全球低增温背景下响应 |
| 4.3.1 温度极端事件响应 |
| 4.3.2 降水极端事件响应 |
| 4.4 温度降水分布结构变化与极端事件的关系 |
| 4.4.1 温度分布结构变化与极端事件的关系 |
| 4.4.2 降水分布结构变化与极端事件的关系 |
| 4.5 东亚与中亚的差异 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 东亚邻近海洋热浪响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 历史变化及模拟 |
| 5.3 全球低增温背景下响应 |
| 5.4 SST分布结构变化与海洋热浪的关系 |
| 5.5 平均SST响应分析 |
| 5.6 其他海域平衡态和瞬变态差异 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与讨论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（6）冰雪反照率反演以及冰雪下垫面下的北极云辐射强迫研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 论文内容与结构 |
| 第2章 积雪与云的研究进展 |
| 2.1 积雪时空分布研究现状 |
| 2.2 积雪反照率研究进展 |
| 2.2.1 积雪反照率测量 |
| 2.2.2 卫星反照率反演 |
| 2.2.3 积雪反照率模型 |
| 2.2.4 积雪中杂质对反照率影响 |
| 2.2.5 积雪粒径反演 |
| 2.3 云的研究进展 |
| 2.3.1 云的时空分布 |
| 2.3.2 云辐射强迫 |
| 第3章 冰雪粒径以及宽波段光谱反照率反演 |
| 3.1 渐进辐射传输(ART)理论 |
| 3.2 离散纵标法(DISORT)辐射传输模型 |
| 3.3 MODIS与HEPERION数据 |
| 3.4 积雪粒径反演 |
| 3.5 积雪反照率反演 |
| 3.5.1 冰晶复折射率与MIE散射 |
| 3.5.2 积雪反照率性质模拟 |
| 3.5.3 积雪反照率计算及验证 |
| 3.5.4 含杂质积雪反照率修正 |
| 3.6 总结 |
| 第4章 北极冰雪粒径与反照率查询系统 |
| 4.1 北极冰雪粒径与反照率反演 |
| 4.2 冰雪粒径与反照率查询系统 |
| 4.3 总结 |
| 第5章 积雪时空分布特征 |
| 5.1 冬季积雪空间分布 |
| 5.2 夏季积雪空间分布 |
| 5.3 全年积雪变化特征 |
| 5.4 总结 |
| 第6章 云参数的时空分布 |
| 6.1 云顶高度 |
| 6.2 冰云光学厚度 |
| 6.3 冰云有效粒径 |
| 6.4 水云光学厚度 |
| 6.5 水云有效半径 |
| 6.6 云相态分布 |
| 6.7 总结 |
| 第7章 下垫面为冰雪的北极云辐射强迫 |
| 7.1 北极地表温度 |
| 7.2 北极地区积雪粒径与反照率 |
| 7.3 SBDART模型及改进 |
| 7.4 北极云辐射计算方法 |
| 7.5 不同相态的云的短波辐射强迫 |
| 7.6 不同相态的云的长波辐射强迫 |
| 7.7 云的平均辐射强迫 |
| 7.8 云相态假设对平均辐射强迫影响 |
| 7.9 总结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）青藏高原吸收性气溶胶的来源及输送机制（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 青藏高原吸收性气溶胶研究进展 |
| 1.2.1 青藏高原气溶胶光学厚度分布特征 |
| 1.2.2 青藏高原沙尘气溶胶研究进展 |
| 1.2.3 青藏高原黑碳气溶胶研究进展 |
| 1.3 论文研究问题的提出 |
| 1.4 论文的结构 |
| 1.5 论文的创新点 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 资料介绍 |
| 2.1.1 地面观测资料 |
| 2.1.2 卫星观测资料 |
| 2.1.3 再分析资料 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 WRF-Chem模式 |
| 2.2.2 HYSPLIT后向轨迹模式 |
| 第三章 青藏高原沙尘气溶胶与塔克拉玛干沙尘的联系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模式评估 |
| 3.3 TD沙尘的释放和传输 |
| 3.4 TD沙尘经向输送机制 |
| 3.5 夏季TD沙尘经向传输的观测验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 青藏高原黑碳气溶胶的来源及其与冬季大气环流的联系 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冬季气溶胶模拟效果的评估 |
| 4.3 冬季青藏高原黑碳浓度变化显着的区域及输送路径 |
| 4.4 影响高原黑碳浓度变化的大气环流模态及其与温度的可能关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）青藏高原气溶胶-云相互作用及云辐射效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 青藏高原气溶胶、云特性研究 |
| 1.2.2 青藏高原气溶胶对云特性的影响 |
| 1.2.3 问题的提出及本文研究意义 |
| 1.3 本文主要内容及章节安排 |
| 1.4 创新点及特色 |
| 第二章 资料与模式介绍 |
| 2.1 卫星资料 |
| 2.1.1 云特性和辐射收支数据 |
| 2.1.2 气溶胶数据 |
| 2.2 再分析资料 |
| 2.2.1 中国气象局(CMA)同化资料 |
| 2.2.2 美国国家航空航天局再分析数据(MERRA-2) |
| 2.3 模式介绍 |
| 2.3.1 耦合模式比对计划第五阶段(CMIP5)模式 |
| 2.3.2 耦合气溶胶辐射传输模式的非静力二十面体大气变网格模式(NICAM-SPRINTARS) |
| 第三章 青藏高原气溶胶、云特性及分布 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 资料与方法 |
| 3.2.1 资料 |
| 3.2.2 云辐射强迫计算方法 |
| 3.2.3 云出现频次 |
| 3.2.4 云相及气溶胶-云混合的判别方法 |
| 3.3 青藏高原气溶胶特性分布 |
| 3.3.1 气溶胶特性的观测研究 |
| 3.3.2 气溶胶特性的数值模拟研究 |
| 3.4 青藏高原云特性分布 |
| 3.4.1 云特性的观测研究 |
| 3.4.2 云特性的数值模拟研究 |
| 3.5 云出现频次及与气溶胶混合频次的统计分析 |
| 3.5.1 不同类型云出现频次的分布 |
| 3.5.2 气溶胶-云混合频次的分布特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 气溶胶对云物理特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 资料与方法 |
| 4.2.1 卫星资料 |
| 4.2.2 再分析资料 |
| 4.2.3 研究方法 |
| 4.3 气溶胶影响云物理特性的观测研究 |
| 4.3.1 气溶胶对冰云的影响 |
| 4.3.2 气溶胶对水云的影响 |
| 4.4 气溶胶影响云物理特性的数值模拟研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 气溶胶对云辐射特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 资料与方法 |
| 5.2.1 资料 |
| 5.2.2 云相态的识别方法 |
| 5.2.3 量化气溶胶对CRF影响的方法 |
| 5.3 气溶胶影响云辐射特性的观测结果 |
| 5.4 气溶胶影响云辐射特性的模拟结果 |
| 5.4.1 识别不同类型云 |
| 5.4.2 量化气溶胶对云辐射特性的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 云辐射效应对高原增温的贡献 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 资料与方法 |
| 6.2.1 资料 |
| 6.2.2 云辐射效应的量化方法 |
| 6.3 青藏高原显着增暖及云的变化 |
| 6.3.1 高原异常增温现象 |
| 6.3.2 青藏高原不同高度云的变化 |
| 6.3.3 云辐射强迫的变化 |
| 6.3.4 海拔依赖性 |
| 6.4 云辐射效应的量化 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 :中英文缩略语对照表 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（9）基于多源资料的全球陆地季风区云—辐射特征及数值模拟分析（论文提纲范文）
| 中英文对照表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 关于全球季风区气候特征的研究 |
| 1.2.2 云卫星资料产品介绍 |
| 1.2.3 通过卫星资料对云的观测研究 |
| 1.2.4 关于模式中云模拟的研究 |
| 1.3 拟解决的科学问题 |
| 1.3.1 不同卫星云产品所揭示的全球陆地季风区云-辐射特征: |
| 1.3.2 气候模式在全球陆地季风区对云-辐射的模拟性能: |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 全球陆地季风区云辐射强迫的气候特征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 资料方法介绍 |
| 2.2.1 卫星云量数据 |
| 2.2.2 云辐射数据 |
| 2.2.3 再分析和观测降水资料 |
| 2.2.4 季风云指数 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 季风区气候态云量的水平特征 |
| 2.3.2 季风区云垂直分布的气候态特征 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 全球陆地季风区云辐射强迫的年际变率与长期趋势 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据和方法 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 近30 年全球陆地季风区云-辐射的年际变率 |
| 3.3.2 全球陆地季风区云-辐射的长期趋势 |
| 3.4 小节 |
| 第四章 大气环流模式AMIP试验模拟的全球陆地季风区云辐射强迫与误差来源 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据、模式和方法 |
| 4.2.1 CMIP5 模式资料 |
| 4.2.2 CMIP6 模式资料 |
| 4.2.3 再分析数据 |
| 4.2.4 卫星产品 |
| 4.2.5 方法-角度低层稳定度/降水指数(ALPI) |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 气候模式对全球季风区云-辐射气候态特征的模拟性能 |
| 4.3.2 气候模式对全球季风区云-辐射季节变率的模拟性能 |
| 4.3.3 气候模式对全球季风区云-辐射模拟偏差的动力归因 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 FGOALS2 两个模式对东亚冬季青藏高原东部层云区模拟的个例分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据和方法 |
| 5.2.1 数据 |
| 5.2.2 方法 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 模式对青藏高原东侧层云基本特征的模拟 |
| 5.3.2 模式模拟偏差的机制分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）我国北方地区大气气溶胶分布输送特征及其对夏季风活动的响应（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 沙尘气溶胶传输路径的研究现状与进展 |
| 1.3 气溶胶分类的研究现状与进展 |
| 1.4 气溶胶与季风相互作用的研究现状与进展 |
| 1.5 拟研究的主要科学问题及章节安排 |
| 第二章 研究区域、资料与方法 |
| 2.1 研究区域 |
| 2.2 地面数据 |
| 2.3 卫星资料 |
| 2.3.1 CALIPSO卫星 |
| 2.3.2 Terra卫星 |
| 2.4 再分析资料 |
| 2.4.1 ERA-Interim资料 |
| 2.4.2 MERRA-2资料 |
| 2.5 HYSPLIT模式 |
| 2.6 美国海军气溶胶分析与预测系统(NAAPS)模式 |
| 2.7 方法介绍 |
| 2.7.1 Cressman插值算法 |
| 2.7.2 夏季风指数 |
| 2.7.3 偏相关系数 |
| 第三章 典型沙尘天气下的气溶胶特征分析 |
| 3.1 沙尘天气过程概况 |
| 3.2 沙尘气溶胶空间分布及传输路径 |
| 3.2.1 沙尘气溶胶空间分布 |
| 3.2.2 沙尘传输路径模拟 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 我国北方沙尘主要移动路径下的气溶胶特征分析 |
| 4.1 西北路径沙尘过程的空间特征 |
| 4.2 偏西路径沙尘过程的空间特征 |
| 4.3 偏北路径沙尘过程的空间特征 |
| 4.4 我国西北地区不同种类气溶胶发生频率特征 |
| 4.4.1 不同光学厚度值下各类气溶胶发生频率 |
| 4.4.2 沙尘和污染型气溶胶不同季节发生频率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 气溶胶对东亚夏季风强弱的响应 |
| 5.1 我国夏季风特点 |
| 5.2 季风盛行期过渡区内气溶胶光学厚度分布特征 |
| 5.3 强弱季风年下过渡区内沙尘和污染型气溶胶发生频率 |
| 5.4 过渡区内沙尘和污染型气溶胶不同高度层发生频率 |
| 5.5 气溶胶光学厚度对夏季风进退的响应 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 气溶胶的夏季风响应对温度的影响 |
| 6.1 典型区域下不同种类气溶胶光学厚度的贡献率 |
| 6.2 典型区域下温度变化及其与不同种类气溶胶的相关关系 |
| 6.3 典型区域下风速变化 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
四、Spatio-temporal characteristics of aerosol distribution over Tibetan Plateau and numerical simulation of radiative forcing and climate response（论文参考文献）
- [1]青藏高原及周边地区气溶胶、云和水汽收支研究进展[J]. 黄建平,刘玉芝,王天河,阎虹如,李积明,何永利. 高原气象, 2021
- [2]基于全球AERONET地面观测的气溶胶类型分析研究[D]. 林健宇. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]欧亚大陆夏季增暖及其对东亚气候影响的机理研究[D]. 张莞昕. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [4]青藏高原地区气溶胶直接辐射强迫数值模拟研究[D]. 田甜. 中国气象科学研究院, 2021
- [5]基于CESM模式的全球1.5和2℃增温背景下东亚气候响应及其机制研究[D]. 刘佳伟. 南京信息工程大学, 2021
- [6]冰雪反照率反演以及冰雪下垫面下的北极云辐射强迫研究[D]. 范传宇. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]青藏高原吸收性气溶胶的来源及输送机制[D]. 元天刚. 兰州大学, 2021(09)
- [8]青藏高原气溶胶-云相互作用及云辐射效应研究[D]. 华珊. 兰州大学, 2020(01)
- [9]基于多源资料的全球陆地季风区云—辐射特征及数值模拟分析[D]. 张百超. 南京信息工程大学, 2020(01)
- [10]我国北方地区大气气溶胶分布输送特征及其对夏季风活动的响应[D]. 白冰. 兰州大学, 2020(01)