2011-2013年昆明地区大气气溶胶特性及其与气象要素关系的研究

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大气气溶胶颗粒悬浮在大气中,其类型和浓度变化不仅影响人们的身体健康和生活环境,还会影响大气的物理性质,比如,改变云雨量、天气、气候等。因此,研究大气气溶胶的光学特性、分布状况及运动变化有重要的现实意义。  本文利用2011年3月——2013年1月(其中2012年3月资料缺测,2013年1月资料只到17号)近两年昆明站点(25.06°N,102.7°E,海拔高度1926m,误差为±7m)CE-318型自动跟踪扫描太阳光度计直接辐射的9个波段观测资料和2011年3月-2013年2月,欧洲中心(ECMWF)逐日和月平均风场的再分析资料,以及昆明市气象观测站每小时的气象观测资料,计算、分析了昆明地区大气气溶胶的光学厚度、水汽柱总量、埃斯特朗大气浑浊度系数β和大气波长指数α的时间分布特征,并进一步研究了昆明地区大气光学特性和气象要素的相关关系,研究表明:  (1)大气垂直向光学厚度(AOD)季节平均值夏季最大,接下来依次为春、秋、冬季。波长越短,对应波长的AOD值越大,气溶胶粒子的消光作用越强。  (2)垂直水汽柱总量(WV)夏季值最大,其次依次为春、秋、冬季。  (3)大气波长指数α季节平均值,2011年,秋季最大,其次为春季,夏、冬季两季差不多,说明,夏、冬季两季的季节平均粒径差不多,为最大,其次为春季,秋季大气气溶胶粒子的季节平均粒径值最小,2011年,夏季大于秋季。  (4)大气浑浊度系数β的季节平均值,两年均是夏季季节平均值最大,春季次之,接下来为秋季,三个季节β值均大于0.2,大气比较浑浊。冬季β值低于0.2,高于0.1,一年四季中大气状况最好的季节。  以上四个要素的月平均值、日平均值变化情况具体见正文。  (5)AOD小时平均值和温度值的变化趋势,WV小时平均值和相对湿度的变化趋势分别基本一致:春季呈上升趋势,夏季末开始呈下降趋势,冬季达到最低。  (6)500nm波长的AOD小时平均值和对应时刻的温度值的相关系数为0.2561,其满足的拟合函数为y=0.00708879×1.14965x+0.232449,500nm波长的AOD小时平均值随温度值呈指数增长形势。  (7)WV小时平均值和对应时刻的相对湿度的相关系数为0.4010,其满足的拟合函数为y=0.857762+0.0166522x,WV小时平均值随相对湿度呈线性增长趋势。WV小时平均值和对应时刻的降水量的相关系数为0.0754,依然通过了信度为0.05的显著性t检验。
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