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2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究

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任团伟, 郭照冰, 刘唯佳. 2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究[J]. 环境化学, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
引用本文: 任团伟, 郭照冰, 刘唯佳. 2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究[J]. 环境化学, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
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REN Tuanwei, GUO Zhaobing, LIU Weijia. Seasonal variation of atmospheric aerosol optical properties in Beijing during 2009-2011[J]. Environmental Chemistry, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
Citation: REN Tuanwei, GUO Zhaobing, LIU Weijia. Seasonal variation of atmospheric aerosol optical properties in Beijing during 2009-2011[J]. Environmental Chemistry, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
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2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究

  • 1.

    南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京, 210044;

  • 2.

    南京信息工程大学大气物理学院, 南京, 210044;

  • 3.

    中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室, 南京, 210044

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(41373023)

    江苏省环保科研课题(2014t016)资助.

Seasonal variation of atmospheric aerosol optical properties in Beijing during 2009-2011

  • 1.

    School of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, 210044, China;

  • 2.

    School of Atmospheric Physics, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, 210044, China;

  • 3.

    Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing, 210044, China

  • Fund Project:

  • 摘要: 利用AERONET北京站2009-2011年气溶胶地基反演资料,分析了该地区气溶胶光学特性的季节变化特征.结果表明,不同季节大气气溶胶光学厚度(AOT)、Angstrom波长指数(α)具有不同的日变化规律,AOT的变化受当地气溶胶人为排放、大气稳定度条件、大气辐射等因素的影响较大,因太阳辐射的影响,α在午后存在高值或有略微增加的趋势.AOT具有明显的季节变化特征,主要表现为春、夏季大,秋、冬季小,与北京地区温带季风气候特点有关.AOT年均值为0.63.α在四季中均表现为单峰型结构,春季受沙尘粒子不连续性导入的影响,α概率分布最宽,值最小,标准差最大,αα均值>1.1,属于典型的城市-工业气溶胶粒子.4个季节α值均大于0.9,年均值为1.07,表明北京地区以气溶胶细粒子为主.水汽柱含量具有明显的季节变化,与降水量具有相同的变化规律,夏季最多达2.33 cm,冬季最少仅有0.3 cm,春、秋季次之.
    Abstract: Using on the ground-based aerosol retrieval data of AERONET from 2009 to 2011, the seasonal properties of aerosol optical properties in Beijing were analyzed. Our study indicates that the aerosol optical thickness (AOT) and Angstrom exponent (α) had quite different daily variations in different seasons. Daily average AOT is mainly affected by local aerosol emission, atmospheric stability condition as well as solar radiation. α had a maximum value or exhibited a slight increasing trend after mid-day. The AOT showed significant seasonal variation, and increased in spring and summer while declined in autumn and winter with an annual average of 0.63. The seasonal variations are related to the typical characteristics of the monsoonal climate in Beijing. The α displayed a single peak in all seasons. Because of the discontinuous emission of dust aerosol in spring,α had widest probability distribution with maximum standard deviation and minimum value. The probability of α>0.5 exceeded 10%, which indicates that coarse particles accounted for the largest fraction during the whole year. α became greater than 1.1 in summer and autumn, due to the typical urban-industrial aerosols during these two seasons. Furthermore, both seasonal average (greater than 0.9) and annual average (1.07) of α indicate that aerosols in Beijing are dominated by fine particles throughout the whole year. Column content of water vapor showed clear seasonal variation, which is the same as that of the precipitation. It increased to a maximum value of 2.33 cm in summer and decreased to a minimum value of 0.30 cm in winter, the values of spring and autumn varied between the two.
  • 加载中
  • [1] 石广玉, 王标, 张华,等. 大气气溶胶的辐射与气候效应[J]. 大气科学, 2008, 32(4):826-840
    [2] 罗云峰, 周秀骥. 大气气溶胶辐射强迫及气候效应的研究现状[J]. 地球科学进展, 1998, (6):572-581
    [3] 郭照冰, 陈天蕾, 陈天, 等. 香河地区大气气溶胶中水溶性离子观测及分析[J]. 环境化学, 2010, 29(4): 764-765
    [4] 徐宏辉, 刘洁, 王跃思, 等. 临安本底站大气气溶胶水溶性离子浓度变化特征[J]. 环境化学, 2012, 31(6): 696-802
    [5] 陈永桥, 张逸, 王章玮, 等. 北京市不同区域大气气溶胶粒子中水溶性离子的特征[J]. 环境化学, 2004, 23(6): 674-680
    [6] 于国光, 王铁冠, 朱先磊, 等. 北京市西北郊大气气溶胶中多环芳烃的源解析[J]. 环境化学, 2008, 27(2): 245-250
    [7] 王开燕, 张仁健, 王雪梅, 等. 北京市冬季气溶胶的污染特征及来源分析[J]. 环境化学, 2007, 25(6): 776-780
    [8] 宋薇, 张镭. 大气气溶胶光学厚度遥感研究概况[J]. 干旱气象, 2007, 25(3): 76-81
    [9] 夏祥鳌, 王普才, 陈洪滨, 等. 中国北方地区春季气溶胶光学特性地基遥感研究[J]. 遥感学报, 2006, 9(4): 429-437
    [10] 王静, 牛生杰, 许丹,等. 南京一次典型雾霾天气气溶胶光学特性[J]. 中国环境科学, 2013 (2): 201-208
    [11] 张玉洁, 张武, 陈艳, 等. 黄土高原半干旱地区气溶胶光学厚度变化特征的初步分析[J]. 高原气象, 2009, 27(6): 1416-1422
    [12] 赵胡笳. 中国东北城市地区大气气溶胶光学特性及其直接辐射效应研究[D]. 北京:中国气象科学研究院博士学位论文, 2014
    [13] 韦莲芳, 杨复沫, 谭吉华, 等. 大气气溶胶消光性质的研究进展[J]. 环境化学, 2014, 33(005): 705-715
    [14] 刘玉杰, 牛生杰, 郑有飞. 用CE-318太阳光度计资料研究银川地区气溶胶光学厚度特性[J]. 大气科学学报, 2004, (5):615-622
    [15] 毛节泰, 王强, 赵柏林. 大气透明度光谱和浑浊度的观测[J]. 气象学报, 1983, 41(3): 322-331
    [16] FAN X, CHEN H, GOLOUB P, et al. Analysis of column-integrated aerosol optical thickness in Beijing from AERONET observations[J]. China Particuology, 2006, 4(6): 330-335
    [17] 车慧正, 石广玉, 张小曳. 北京地区大气气溶胶光学特性及其直接辐射强迫的研究[J]. 中国科学院研究生院学报, 2007, 24(5): 699-704
    [18] 李放, 吕达仁. 北京地区气溶胶光学厚度中长期变化特征[J]. 大气科学, 1996, 20(4): 385-394
    [19] 许万智. 北京地区气溶胶光学特性与辐射效应的观测研究[D]. 北京:中国气象科学研究院博士学位论文, 2012
    [20] 张玉香, 胡秀清. 北京地区大气气溶胶光学特性监测研究[J]. 应用气象学报, 2002, 13(U01): 136-143
    [21] SMIMOV A, HOLBEN B N, ECK T F, et al. Diurnal variability of aerosol optical depth observed at AERONET (Aerosol Robotic Network) sites[J]. Geophysical Research Letters, 2002, 29(23): 301-304
    [22] SLUTSKER I, SMIMOV A. Will aerosol measurements from Terra and Aqua polar orbiting satellites represent the daily aerosol abundance and properties?[J]. Geophysical Research Letters, 2000, 27(23): 3861-3864
    [23] DUBOVIK O, HOLBEN B, ECK T F, et al. Variability of absorption and optical properties of key aerosol types observed in worldwide locations[J]. Journal of the Atmospheric Sciences, 2002, 59(3): 590-608
    [24] 王跃思, 辛金元, 李占清, 等. 中国地区大气气溶胶光学厚度与 Angstrom 参数联网观测 (2004-08-2004-12)[J]. 环境科学, 2006, 27(9): 1703-1711
    [25] YU X, ZHU B, FAN S, et al. Ground-based observation of aerosol optical properties in Lanzhou, China[J]. Journal of Environmental Sciences, 2009, 21(11): 1519-1524
    [26] 杨志峰, 张小曳, 车慧正, 等. CE318 型太阳光度计标定方法初探[J]. 应用气象学报, 2008, 19(3): 297-306
    [27] 黄红莲, 易维宁, 乔延利. 基于太阳辐射计的气溶胶光学特性反演算法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2012, 7(3): 175-177
    [28] 钱正安, 宋敏红, 李万元. 近 50 年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析[J]. 中国沙漠, 2002, 22(2): 106-111
    [29] 杨艳, 王杰, 田明中, 等. 中国沙尘暴分布规律及研究方法分析[J]. 中国沙漠, 2012, 32(2): 465-472
    [30] 周自江, 王锡稳, 牛若芸. 近 47 年中国沙尘暴和扬沙天气[J]. 第四纪研究, 2001, 21(1): 9-17
    [31] 张小玲, 王迎春. 北京地区沙尘暴天气分析及数值模拟[J]. 干旱气象, 2001 (2): 9-13
    [32] 陶健红. 西北地区沙尘天气的气候特征及其影响研究[D]. 南京: 南京信息工程大学博士学位论文, 2007
    [33] 周涛, 汝小龙. 北京市雾霾天气成因及治理措施研究 [J]. 华北电力大学学报: 社会科学版, 2012, 2: 12-16
    [34] 于兴娜, 李新妹, 袁帅. 北京雾霾天气期间气溶胶光学特性[J]. 环境科学, 2012, 33(4): 1057-1062
    [35] 章澄昌, 周文贤, 大气科学. 大气气溶胶教程[M]. 北京:气象出版社, 1995
    [36] 吴占华, 任国玉. 我国北方区域沙尘天气的时间特征分析[J]. 气象科技, 2007, 35(1): 96-100
    [37] 齐冰. 杭州地区霾特征及气溶胶物理特性观测研究[D]. 南京: 南京信息工程大学硕士学位论文, 2008
    [38] 刘建军, 郑有飞, 吴荣军. 近沙尘源区气溶胶光学特性的季节变化及其统计学描述[J]. 中国沙漠, 2009, 29(1): 174-182
    [39] Xia X A, CHEN H B, WANG P C, et al. Variation of column‐integrated aerosol properties in a Chinese urban region[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2006, 111,D05204
    [40] 章文星, 吕达仁. 北京地区大气气溶胶光学厚度的观测和分析[J]. 中国环境科学, 2002, 22(6): 495-500
    [41] 于兴娜, 张慧娟, 康娜. 沙尘源区与下游地区沙尘期间气溶胶光学特性分析[J]. 中国沙漠, 2012, 32(6): 1710-1715
    [42] TANRE D, KAUFMAN Y J, HOLBEN B B N, et al. Climatology of dust aerosol size distribution and optical properties derived from remotely sensed data in the solar spectrum [J]. Geophys Res, 2001,106:18205-18217
    [43] WATSON J G, CHOW J C, LURMANN F W, et al. Ammonium nitrate, nitric acid, and ammonia equilibrium in wintertime Phoenix, Arizona[J]. Air & Waste, 1994, 44(4): 405-412
    [44] 林海峰, 辛金元, 张文煜, 等. 北京市近地层颗粒物浓度与气溶胶光学厚度相关性分析研究[J]. 环境科学, 2013, 34(3): 826-834
    [45] 曹伟华, 李青春. 北京地区雾霾气候特征及影响因子分析[C]. 中国灾害防御协会风险分析专业委员会. 风险分析和危机反应的创新理论和方法--中国灾害防御协会风险分析专业委员会第五届年会论文集, 2012, 7
    [46] 齐冰, 杜荣光, 于之锋, 等. 杭州市大气气溶胶光学厚度研究[J]. 中国环境科学, 2014 (3): 588-595
    [47] PAN L, CHE H, GENG F, et al. Aerosol optical properties based on ground measurements over the Chinese Yangtze Delta Region[J]. Atmospheric Environment, 2010, 44(21): 2587-2596
    [48] 饶加旺, 马荣华, 段洪涛, 等. 太湖上空大气气溶胶光学厚度及其特征分析[J]. 环境科学, 2012, 33(7): 2158-2164
    [49] HOLBEN B N, SMIMOV A, ECK T F, et al. An emerging ground-based aerosol climatology- Aerosol optical depth from AERONET[J]. Journal of Geophysical Research, 2001, 106(D11): 12067-12097.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-27
  • 刊出日期:  2015-12-15
任团伟, 郭照冰, 刘唯佳. 2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究[J]. 环境化学, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
引用本文: 任团伟, 郭照冰, 刘唯佳. 2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究[J]. 环境化学, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
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REN Tuanwei, GUO Zhaobing, LIU Weijia. Seasonal variation of atmospheric aerosol optical properties in Beijing during 2009-2011[J]. Environmental Chemistry, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
Citation: REN Tuanwei, GUO Zhaobing, LIU Weijia. Seasonal variation of atmospheric aerosol optical properties in Beijing during 2009-2011[J]. Environmental Chemistry, 2015, 34(12): 2239-2247. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.12.2015042701
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2009-2011年北京地区大气气溶胶光学特性季节变化规律研究

  • 1.  南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京, 210044;
  • 2.  南京信息工程大学大气物理学院, 南京, 210044;
  • 3.  中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室, 南京, 210044
  • 收稿日期:  2015-04-27
基金项目:

国家自然科学基金(41373023)

江苏省环保科研课题(2014t016)资助.

摘要: 利用AERONET北京站2009-2011年气溶胶地基反演资料,分析了该地区气溶胶光学特性的季节变化特征.结果表明,不同季节大气气溶胶光学厚度(AOT)、Angstrom波长指数(α)具有不同的日变化规律,AOT的变化受当地气溶胶人为排放、大气稳定度条件、大气辐射等因素的影响较大,因太阳辐射的影响,α在午后存在高值或有略微增加的趋势.AOT具有明显的季节变化特征,主要表现为春、夏季大,秋、冬季小,与北京地区温带季风气候特点有关.AOT年均值为0.63.α在四季中均表现为单峰型结构,春季受沙尘粒子不连续性导入的影响,α概率分布最宽,值最小,标准差最大,αα均值>1.1,属于典型的城市-工业气溶胶粒子.4个季节α值均大于0.9,年均值为1.07,表明北京地区以气溶胶细粒子为主.水汽柱含量具有明显的季节变化,与降水量具有相同的变化规律,夏季最多达2.33 cm,冬季最少仅有0.3 cm,春、秋季次之.

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