【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu)研究 大氣輻射與大氣遙感

分類號： 密級： 研 究 生 學(xué) 位 論 文 論文題目（中文） 基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 論文題目（外文） of a 究生姓名 張興華 學(xué)科、專業(yè) 大氣科學(xué) 大氣物理學(xué)與大氣環(huán)境 研 究 方 向 大氣輻射 與大氣 遙感 學(xué) 位 級 別 碩 士 導(dǎo)師姓名、職稱 張 武 教授 胡波 副研究員 王躍思 研究員 論 文 工 作 起 止 年 月 2010 年 9 月 至 2013 年 5 月 論文提交日期 2013 年 5 月 論文答辯日期 2013 年 5 月 學(xué)位授予日期 校址：甘肅省蘭州市 原 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：本人所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。學(xué)位論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究成果 做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 日 期： 關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明 本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬蘭州大學(xué)。 本人完全了解蘭州大學(xué)有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的 紙質(zhì)版 和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)蘭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用任何復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為蘭州大學(xué)。 本學(xué)位論文研究內(nèi)容： 可以公開 不宜公開，已在學(xué)位辦公室辦理保密申請，解密后適用本授權(quán)書。 （請?jiān)谝陨线x項(xiàng)內(nèi)選擇其中一項(xiàng)打 “”） 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日 期： 日 期： I 基于輻 射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 摘 要 近年來兩極地區(qū)，以及北半球中高緯度地區(qū)均監(jiān)測到平流層臭氧柱含量顯著減少，臭氧量減少 的 直接后果是使得到達(dá)地表的紫外輻射呈現(xiàn)增加的趨勢。紫外輻射 不僅能夠危害人體健康，而且對其他動植物乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都存在較大 的潛在威脅，正是 由于紫外輻射 強(qiáng)烈的生物、環(huán)境和氣候效應(yīng) ，使得紫外輻射的研究逐漸成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。由于國內(nèi)外紫外輻射的觀測比總輻射的觀測起步晚 ， 特別是 大范圍、長時(shí)期的 連續(xù) 觀測數(shù)據(jù) 更加 匱乏 ，但是隨著相關(guān)研究的深入 對長 時(shí)間紫外輻射數(shù)據(jù)的需求日益緊迫，為了獲取大范圍、長 時(shí) 期 的數(shù)據(jù)，國內(nèi)外學(xué)者提出了許多重構(gòu)紫外輻射歷史數(shù)據(jù)的方法。 本文選取了一種半經(jīng)驗(yàn)的重構(gòu)方案，利用 而對定義的云修正因子進(jìn)行擬合而得到紫外輻射估算方程 。重構(gòu)檢驗(yàn)結(jié)果表明建立的紫外輻射 重 構(gòu)方案具有較高的精度，能夠很好地應(yīng)用于紫外輻射歷史數(shù)據(jù)的重構(gòu)。由于我國地域廣闊，不同區(qū)域的地表生態(tài)系統(tǒng)和氣候特征差異顯著，本文選取 地處 我國不同氣候區(qū)域的 9個(gè)站 點(diǎn) 進(jìn)行紫外輻射重構(gòu)方法的建立與檢驗(yàn)，站點(diǎn)為：北京、海倫、阜康、鄂爾多斯、太湖、貢嘎山、千煙洲、鼎湖山和三亞。 主要 研究結(jié)果 如下 ： （ 1） 對模式所需輸入?yún)?shù)進(jìn)行的計(jì)算分析表明， 整層大氣可降水量 都 有著明顯的“夏大冬小”季節(jié)變化特征，最大和最小值 分別 出 現(xiàn)在 7 月份和 1 月份，阜康和鄂爾多斯 的可降水總量 最小， 而 鼎湖山和太湖最大。高緯度地區(qū)臭氧 柱含 量的 最大 值 出現(xiàn)在春季，秋季達(dá)到最小，而低緯 度地區(qū)最大值 則出現(xiàn)在夏季，最小值出現(xiàn)在冬季，而且 高緯度地區(qū)臭氧柱總量明顯大于低緯度地區(qū) 。 星遙感 的 氣溶膠光學(xué)厚度 在 三亞、貢嘎山相對較小，而 在 城市站點(diǎn)（北京和太湖）則 相對較大。 （ 2）通過 對 氣溶膠光學(xué)厚度、臭氧 柱總量 、地表反射率和整層大氣可 降水量進(jìn)行敏感性試驗(yàn)，結(jié)果表明紫外輻射對氣溶膠和地表反射率變化的敏感性要 大 于臭氧 柱總量 和可降水量變化 ，這表明到 達(dá)地表的紫外輻射主要受大氣氣溶膠影響 。 （ 3） 通過分析站點(diǎn) 56 年的總輻射和紫外輻射觀測 發(fā)現(xiàn) ， 總輻射日累計(jì) 值基本上都維持在 030 MJd 間，紫外輻射日累計(jì)值在 0Jd 間， V/G 在 6%之間，并且都 存在 一致的“夏季大、冬季小、春秋次之”季節(jié)變化規(guī)律。 （ 4）利用 式模擬了晴天總輻射和紫外輻射， 由于晴天模擬沒有考慮云的輻射效應(yīng)， 式給出的模擬值相比觀測值一般都高，并且分布沒有觀測值離散，但相對于總輻射，紫外輻射差別更大、更離散。 （ 5） 貢嘎山的總輻射云衰減率最大，平均值可達(dá) 其余各站平均衰減率在 10%20%之間 ； 紫外輻射云衰減率也是在貢嘎山最大，觀測時(shí)段內(nèi)的平均值可達(dá) 北京和海倫站次之，平均值為 太湖站最小，只有 其余各站在 20%30%之間。相比云衰減率，各站紫外輻射氣溶膠衰減率都要大于總輻射氣溶膠衰減率 ， 總輻射氣溶膠衰減率平均值從大到小依次為太湖（ 、鼎湖山（ 、千煙洲（ 、北京（ 、鄂爾多斯（ 、三亞（ 、海倫 （ 和貢嘎山（ ；紫外輻射氣溶膠衰減率平均值為太湖（ 、鼎湖山（ 、千煙洲（ 、北京（ 、鄂爾多斯（ 、三亞（ 、海倫（ 和貢嘎山（ 。 （ 6）利用總輻射和紫外輻射云修正因子擬合建立了半經(jīng)驗(yàn)的紫外輻射估算 方法 ， 通過 站點(diǎn)重構(gòu)值和相應(yīng)觀測值 的 對比分析 ， 重構(gòu)值與觀測值的 相對平均絕對偏差和相對均方根誤差都在 20%以內(nèi)，多數(shù) 站點(diǎn)都小于 10%，這表明該方法能夠很好地進(jìn)行紫外輻射的重構(gòu) 。 其中： 北京沒有明顯的高估或者低估，相對平均絕對偏差為 相對均方根誤差為 阜康站重構(gòu)值存在極微弱低估，但相對平均絕對偏差和相對均方根誤差只有 鄂爾多斯站相對平均絕對偏差為 相對均方根誤差為 相對均方根誤差為 貢嘎山站相對平均絕對偏差為 相對均方根誤差為 鼎湖山站相對平均絕對偏差為 三亞站相對平均絕對偏差和相對均方根誤差分別為 海倫站相對平均絕對偏差和相對均方根誤差 均 為各站最高，但 其值 也只有 由此可見，本文建立的紫外輻射重構(gòu)方案具有很高的精度和適用性。 關(guān)鍵詞： 紫外輻射 ， 云 ， 氣溶膠 ， 衰減 ， 重構(gòu) of a n of in or of of to a in s V a on s to is a to to V in V to G). V to of V V by A V is in by V is by a A of V be to of V In to of in of in as (1) of W, a in in at a IV 3 at in in at OD in (2) W to a V OD is to it 3 UV s is by of (3) V or in is 30 MJd -1 V Jd V ) 6%. In of a of in in (4) V by a By of a V to of , V (5) V in a 0% 0%. V a , 0% 0%. V in a 27%), , , , , , , . V is V (, , , , , , , . (6) A V is A of of 0%, 0%. is no or V a of of a to a in 錄 摘 要 . I . 一章 緒論 . 1 究意義 . 1 究進(jìn)展 . 2 外輻射觀測研究 . 2 外輻射模式研究 . 3 究目的與主要內(nèi)容 . 4 第二章 觀測資料介紹 . 6 點(diǎn)簡介 . 6 器介紹 . 8 據(jù)質(zhì)量控制方案 . 9 第三章 輻射傳輸模式介紹 . 11 式框架 . 11 式簡介 . 11 式輸入?yún)?shù) . 12 感性試驗(yàn) . 18 結(jié) . 20 第四章 紫外輻射長期變化特征和模 擬結(jié)果分析 . 22 外輻射變化特征 . 22 外輻射與總輻射比值變化規(guī)律 . 24 射傳輸模式晴天模擬結(jié)果比對 . 25 外輻射的云和氣溶膠衰減率特征 . 29 結(jié) . 32 第五章 紫外輻射重構(gòu)方法的建立與應(yīng)用 . 34 影響修正因子 . 34 外輻射重構(gòu)方法的建立 . 35 外輻射重構(gòu)方法的應(yīng)用 . 39 結(jié) . 41 第六章 結(jié)論與展望 . 45 論 . 45 色與創(chuàng)新 . 45 論與展望 . 46 參考文獻(xiàn) . 47 在學(xué)期間的研究成果 . 51 致 謝 . 52 蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 1 第一章 緒論 自然界中的 任何 物體，只要 它的絕對 溫度 大于 零度，都 將 以電磁波 或 粒子的形式向外 放射能 量，這種 傳播 能量的方式被稱為輻射 1 。 其中太陽輻射是指太陽以短波的形式向外發(fā)射輻射能，它是地球大氣運(yùn)動的主要能量源泉和基本動力， 推動了地表的幾乎全部自然地理過程 ，是人類賴以生存的基礎(chǔ)保證。到達(dá)地表的太陽輻射能量僅占 到達(dá) 大氣層頂輻射能量的 47%，由于地表的復(fù)雜多樣，使得各地輻射條件相差懸殊，形成不同的地表冷熱分布，進(jìn)而影響氣候的多樣性和復(fù)雜 性 2。 紫外輻射 不僅能夠危害人體健康，而且對其他動植物乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都存在較大潛在的威脅，正是 由于紫外輻射 強(qiáng)烈的生物、環(huán)境和氣候效應(yīng) ，使得紫外輻射的研究逐漸成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。由于國內(nèi)外紫外輻射的觀測比總輻射的觀 測起步晚 ， 特別是 大范圍、長時(shí)期的 連續(xù) 觀測數(shù)據(jù) 更加 匱乏 ，但是隨著相關(guān)研究的深入 對長 時(shí)間紫外輻射數(shù)據(jù)的需求日益緊迫，為了獲取大范圍、長時(shí)間的數(shù)據(jù)，需要建立適合于重構(gòu)紫外輻射歷史數(shù)據(jù)的方法。 究意義 地球大氣上界的太陽輻射 能量有 99%以上 都集中在 波長 m 之間 ，因此又稱作短波輻射，其 按 波長可劃分為紫外輻射 (m)。其中短波段的紫外輻射雖然能量僅占太陽輻射總能量的 8%左右 3, 4，而且穿透臭氧層的絕對量也很少，但由于它可以引起強(qiáng)烈的生物、環(huán)境和氣候效應(yīng)，對人類健康產(chǎn)生影響，已經(jīng)引起了人類社會的廣泛關(guān)注。依據(jù) 1996 年世界氣象組織儀器和觀測方法委員會 (版的氣象儀器和觀測方法指南（第六版），紫外輻射按照其輻射波段可大致分為三類：長波紫外輻射 (長 315400 中波紫外輻射 (長 280315 和短波紫外輻射 (長 200280 其中 有很強(qiáng)的穿透力，幾乎可以自由穿透云層和臭氧層到達(dá)地球表面，同時(shí)它可破壞皮膚的彈性纖維和膠原蛋白纖維而使皮膚變黑； 透能力較弱， 由于 臭氧在此波段具有很強(qiáng)的吸收帶，只有不足 2%能到達(dá)地球表面； 生物的危害最大，但穿透能力最弱，幾乎可以被平流層的臭氧完全吸收。 醫(yī)學(xué)研究證明，紫外輻射對人類健康的影響有利也有弊，適量的紫外輻射有助于人體中維生素 D 的合成 5，進(jìn)而對防治佝僂病和骨質(zhì)疏松有很大幫助。紫外輻射也具有一定的殺菌作用，短期小量紫外照射有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用。然而，過量的紫外輻射會導(dǎo)致人體的免疫功能出現(xiàn)異常，劉靈奕等 6研究發(fā)現(xiàn)在一定條件下，紫外照射能抑制機(jī)體的免疫功能，且與照射劑量 、 波長有關(guān)。紫外輻蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 2 射能夠破 壞 大多數(shù)蛋白質(zhì)的化學(xué)鍵，其誘發(fā)產(chǎn)生的活性氧可損害生物細(xì)胞中的脫氧核糖核酸 而破壞動植物的個(gè)體細(xì)胞。紫外輻射對人體器官的損壞尤為明顯，過量的紫外輻射照射會到達(dá)皮膚的真皮層，危及膠原和皮膚纖維，引發(fā)皮膚老化、紅斑甚至癌變；強(qiáng)烈照射到眼部可對角膜、晶狀體、虹膜等帶來損害，誘發(fā)諸如結(jié)膜炎、白內(nèi)障等疾病 7, 8。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國有白內(nèi)障患者 400 萬，并且每年還以 40 萬的數(shù)量遞增。 過量的紫外輻射可使植物的葉片受損，抑制植物光合作用 ，進(jìn)而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量；還會引起水生生態(tài)系統(tǒng)的變化，破壞海洋生物食物鏈，對整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。 另外，由于近年來人為活動和工業(yè)污染的加劇，排入大氣中的大量含氯物及氮氧化物對臭氧產(chǎn)生不同程度的損耗，導(dǎo)致在兩極地區(qū)持續(xù)觀測到平流層臭氧空洞，北半球中緯度地區(qū)的臭氧總量也呈現(xiàn)持續(xù)減少的趨勢 9我國科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，在 2003 年 12 月 14 日至 17 日，青藏高原上空出現(xiàn)大面積臭氧總量的極低值區(qū)，其臭氧總量低于 220 面積超過了 250 萬平方公里，中心極低值比歷史同期的平均值減少了 25%12, 13。平流層臭氧減少，導(dǎo)致的直接結(jié)果是到達(dá)地 面的太陽紫外輻射增加，尤其是 增加。這將使得對流層的大氣光化學(xué)反應(yīng)變得更加活躍，產(chǎn)生更多的二次污染物，使得近地面空氣質(zhì)量惡化，對人類健康和生活環(huán)境產(chǎn)生直接影響 14 由此可見，紫外輻射不僅對人類健康帶來危害，甚至對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都存在潛在的威脅，研究紫外輻射的變化規(guī)律具有十分重要的意義。 究進(jìn)展 與所 有 科學(xué)研究一致，太陽紫外輻射的研究也分為實(shí) 驗(yàn) 觀測和理論研究兩方面，實(shí) 驗(yàn) 觀測主要有地基觀測和衛(wèi)星 遙感 反演，理論研究則以 輻射傳輸 模式 模擬為主 。 外輻射觀測研究 國外較早的開展了紫外輻射的地基觀測，早在 20 世紀(jì) 1950 年代美國就開始使用 帶紫外輻射計(jì)進(jìn)行觀測，由于結(jié)構(gòu)簡單和容易實(shí)現(xiàn)自動化，在早期的紫外觀測中 得到 了廣泛的應(yīng)用 17, 18。到了 1980 年代早期，為滿足科學(xué)家研究多種不同生物作用對光譜響應(yīng)的要求，新西蘭的 外輻射研究小組研發(fā)了紫外輻射光譜測量儀 19，并用于紫外輻射常規(guī)觀測中。隨后歐洲為統(tǒng)一各個(gè)國家絕對輻射標(biāo)準(zhǔn)，提出了“確定 射監(jiān)測網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)計(jì) 劃 20，使整個(gè)歐洲的紫外輻射觀測水平有了很大的提高。我國紫外輻射的觀測起步很晚，直到 20 世紀(jì) 1990 年代初期才在瓦里關(guān)山全球大氣本地站和南極蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 3 中山科學(xué)考察站建立了 外輻射地基觀測系統(tǒng)，進(jìn)行紫外輻射的長期連續(xù)觀測研究 8。 然而地基紫外輻射觀測站點(diǎn) 零散 ，而且這些站點(diǎn) 的空間 分布也 極其 不均勻，不能夠長期連續(xù) 地 進(jìn)行紫外輻射的觀測 ，利用衛(wèi)星遙感資料反演紫外輻射則可以很好的彌補(bǔ)這種缺憾。 1970 年發(fā)射的 星，通過裝載后向散射紫外輻射遙感器 (較早 地 開展了 紫外輻射觀測。 搭載的 器 也能 提供長時(shí)間和高質(zhì)量的紫外輻射觀測資料，目前該 類型 儀器正在美國 星上運(yùn)行 21。 國內(nèi)外紫外輻射的觀測研究多集中在研究紫外輻射的時(shí)空變化特征，以及紫外輻射與總輻射、臭氧、云、氣溶膠和晴空指數(shù)等眾多大氣因子之間的 相互 關(guān)系。季國良 22、江灝 23等對青藏高原的紫外輻射進(jìn)行了觀測研究，發(fā)現(xiàn)高原的紫外輻射極強(qiáng)，并具有明顯的日變化和季節(jié)變化特征；周平 24研究了 云 貴 高原 紫外輻射強(qiáng)度的時(shí)空變化特征，定量分析了紫外輻射隨海拔高度和經(jīng)緯度的變化；祝青林 14給出了我國紫外輻射的空間分布特征，并對紫外輻射與總輻射的比值特征進(jìn)行了分析； 5分析了海拔高度對紫外輻射的影響； 6分析了云量、臭氧、氣溶膠和整層大氣可降水量對紫外輻射與總輻射比值之間的關(guān)系；7通過分析瑞士和奧地利 30 年的紫外輻射觀測資料，分析了強(qiáng)紫外照射與臭氧、地表反射率和云量之間的關(guān)系。 由于 國內(nèi)外紫外輻射大范圍、長時(shí)期的觀測數(shù)據(jù) 普遍 比較匱乏， 從而有大量研究 利用紫外輻射同總輻射和其他氣象因子之間的關(guān)系來建立 紫外輻射 經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式 ，這些經(jīng)驗(yàn)方法 得到了廣泛的應(yīng)用 。白建輝 28利用北 京晴天的太陽輻射觀測資料，建立了晴天紫外輻射的計(jì)算公式，發(fā)現(xiàn) 從 1980 年開始 北京地區(qū)晴天的紫外輻射呈 逐漸 下降 的 趨勢；劉晶淼 9分析了白天條件下太陽紫外輻射與各氣象要素的相關(guān)關(guān)系，給出了紫外輻射強(qiáng)度的預(yù)報(bào)方程；胡波 29利用大氣質(zhì)量數(shù)和晴空指數(shù)建立了適合北京的紫外輻射估量公式； 0通過對總輻射和各種大氣因子的關(guān)系擬合，建立了 5 種紫外輻射的估算公式， 1通過假定無云天氣條件和考慮晴空指數(shù)，建立了所有天氣條件下的紫外輻射估算公式。 2計(jì)算了云影響因子，并結(jié)合實(shí)測的紫外輻射、總輻射和臭氧等數(shù)據(jù)，建立了長期的紫外輻射統(tǒng)計(jì)模式。 33給出了一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ 報(bào)方法，通過給定總輻射、日照時(shí)數(shù)、臭 氧、能見度等大氣參數(shù)，對德國 波茨坦 市的長期紫外輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算。 外輻射模式研究 由于紫外輻射觀測起步較晚，特別是受客觀 條件 限制，迄今紫外輻射的觀測站點(diǎn)也不是很多，這對于研究大范圍、長時(shí)期的紫外輻射氣候?qū)W特征帶來了諸多蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 4 不便 。 同建立物理經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式一致，模式計(jì)算也是對紫外輻射觀測數(shù)據(jù)的很好補(bǔ)充。另外，紫外輻射模式是以大氣輻射傳輸方程 為基礎(chǔ)，主要計(jì)算輻射在大氣傳輸過程中受云、氣溶膠、臭氧和氣體分子等大氣因子的消光作用，利用模式則可以對這些因子的影響給出定量分析，這正是模式相比于觀測的有利之處。 紫外輻射傳輸模式的研究是與整個(gè) 輻射 傳輸理論的發(fā)展緊密相連的，到目前為止已經(jīng)發(fā)展了很多成熟的算法，如 、 6S (of in 。 近年來國內(nèi)外關(guān)于紫外輻射模式的研究也取得了不少成果，王普才 34基于改進(jìn)的 散坐標(biāo)法紫外輻射傳輸模式，應(yīng) 用各種可測得的實(shí)際大氣物理參數(shù)，對地面紫外輻射的全天分布進(jìn)行了模擬；鄭有飛 35, 36采用簡化大氣輻射計(jì)算模式、 離散坐標(biāo) ( 射傳輸算法計(jì)算了南京地區(qū)到達(dá)地表的紫外輻射；7 利用 射傳輸模式，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，得到了西班牙中心地區(qū)長期的太陽紫外輻射數(shù)據(jù)； 8采用 式計(jì)算了晴天條件下的太陽紫外輻射，再通過計(jì)算云影響因子獲得了奧地利兩個(gè)站點(diǎn)的歷史紫外輻射數(shù)據(jù)，并對輸入?yún)?shù)的不同時(shí)間精度做了討論； 9 基于 式計(jì)算了荷蘭長期的太陽紫外輻射，結(jié)合觀測數(shù)據(jù)分析了其長期變化特征，并對云和臭氧的影響做了 定量 討論； 0利用 射傳輸模式計(jì)算了阿根廷 羅薩里奧 市的晴天紫外輻射，并與實(shí)測值進(jìn)行了對比 研究 。 由于紫外輻射在大氣中的傳輸過程十分復(fù)雜，影響紫外輻射 的因子也 比較多，特別是 對 云和氣溶膠的影響 描述 還不完善，使得目前紫外輻射模式計(jì)算多用于晴天大氣條件，因此有關(guān)云和氣溶膠在模式中的定量表達(dá)還需進(jìn)一步研究。 究目的 與 主要內(nèi)容 相對于總輻射 等 的觀測，紫外輻射的觀測起步 較晚，地基 觀測站點(diǎn) 也 很少，長期連續(xù) 觀測數(shù)據(jù)更加匱乏， 這對研究紫外輻射的 長期變化規(guī)律、 臭氧減少引起的紫外輻射 變化，特別是紫外輻射的 氣候?qū)W特征 研究 十分不利。 為了彌補(bǔ)觀測數(shù)據(jù)缺乏， 利用重構(gòu)的方法 獲取 紫外輻射 數(shù)據(jù)成為一種重要手段 ， 目前國內(nèi)外學(xué)者無論是 利用 經(jīng)驗(yàn)公式估算還是 通過 模式重構(gòu)都取得了很大的進(jìn)展，特別是利用輻射傳輸模式進(jìn)行紫外輻射數(shù)據(jù)重構(gòu)得到了一些應(yīng)用。 本文建立了一種半經(jīng)驗(yàn)的方法進(jìn)行紫外輻射數(shù)據(jù)的重構(gòu)，即利用 基于輻射傳輸模式的紫外輻射重構(gòu) 研究 5 輻射傳輸模式模擬了晴天大氣條件下的總輻射和紫外輻射，結(jié)合云天的實(shí)際觀測數(shù)據(jù)計(jì)算了云和氣溶膠 對紫外輻射的衰減；獲得總輻射和紫外輻射的云影響修正因子，通過對該因子擬合建立了紫外輻射經(jīng)驗(yàn)重構(gòu)方程，并用兩年的觀測 數(shù)據(jù) 對重構(gòu)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。另外，由于我國地域廣闊、氣候變化顯著，不同區(qū)域的輻射差異顯著，為了檢驗(yàn)本文建立的紫外重構(gòu)方案具有普遍適用性，本文選取了不同經(jīng)緯度和氣候區(qū)域的 9 個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行研究。 本文由以下幾個(gè)部分組成： 第一章：緒論（介紹 研究 紫外輻射的意義和國內(nèi)外的研究進(jìn)展）。 第二章：觀測資料介紹（各站點(diǎn)氣候特征描述，輻射觀測儀器的介紹以及輻數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法）。 第三章：輻射傳輸模式介紹（本文研究方法簡 介，模式介紹、模式輸入?yún)?shù)說明，特別是對水汽、臭氧、氣溶膠的獲取詳細(xì)說明，模式對氣溶膠、臭氧、地表反射率和水汽含量的敏感性試驗(yàn)）。 第四章：紫外輻射長期變化特征及模擬結(jié)果分析（利用觀測結(jié)