發(fā)布時(shí)間：2020-10-30 01:55

　　 雪中的黑碳和雪粒徑對地表反照率的改變和產(chǎn)生的輻射強(qiáng)迫效應(yīng),是目前學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)之一,而弄清楚雪中黑碳的濃度和雪粒徑的大小,是準(zhǔn)確評價(jià)其對雪冰反照率的影響及其輻射強(qiáng)迫效應(yīng)的關(guān)鍵。本文基于MOD09GA地面反射率數(shù)據(jù),采用漸進(jìn)輻射傳輸模型(Asymptotic radiative transfer theory,ART模型),利用雙通道算法,模擬了2001~2016年東北地區(qū)表層積雪黑碳(BC)濃度和雪粒徑,并分析了積雪BC濃度和雪粒徑的時(shí)空分布及其變化特征。結(jié)果表明:(1)2001~2016年東北年均BC濃度分布在1098.927ng/g~1257.300ng/g之間上下浮動(dòng),平均值為1197.468ng/g,年增長量為5.133ng/g,呈不顯著增加趨勢,變異系數(shù)為0.034。冬季各月間BC濃度也存在差異,16年的模擬結(jié)果均是12月份BC濃度最大,平均值在1200ng/g以上,其次為1月份、2月份,分別為1248.619ng/g、983.635ng/g。3個(gè)省會(huì)城市在2001~2016年期間積雪BC濃度均呈不顯著上升趨勢,相比長春(7.914ng·g~(-1)·a~(-1))和沈陽(7.795ng·g~(-1)·a~(-1)),哈爾濱市BC濃度增加速度最快,為8.124ng·g~(-1)·a~(-1)。(2)東北積雪BC濃度總體呈現(xiàn)出北部高、南部低的空間分布特性,值域分布在310ng/g~1561ng/g之間。遼寧省、吉林省和黑龍江省積雪BC濃度平均值分別為788.960ng/g、962.440ng/g和1103.617ng/g。東北積雪BC濃度總體上存在兩個(gè)高值區(qū)域,分別是由大慶、齊齊哈爾、黑河組成的工業(yè)走廊及由鶴崗、佳木斯、雙鴨山等市組成的煤炭-森林工業(yè)產(chǎn)區(qū),積雪BC濃度均在1200ng/g以上。小興安嶺、長白山地區(qū)是積雪BC濃度相對低值區(qū),平均值在900ng/g以下。12月、1月和2月高值區(qū)同樣分布在這兩個(gè)中心,另外12月份時(shí),大興安嶺地區(qū)也是一個(gè)高值區(qū)。(3)2001~2016年東北81.805%地區(qū)積雪BC濃度呈增加趨勢,增加區(qū)域主要集中在黑龍江省的北部和中部、吉林省的大部以及遼寧省的西部和東部。增加幅度最大的區(qū)域分布在大興安嶺地區(qū)、黑河?xùn)|部、伊春市、延邊自治州、通化市東南部、阜新市、葫蘆島市等地,其增速在50~94.306ng·g~(-1)·a~(-1)之間。顯著增加區(qū)域占總面積的6.975%,主要分布在大興安嶺地區(qū)東北部、黑河市東部、伊春市北部邊緣、雙鴨山市東南部。東北積雪BC濃度減少區(qū)域占總面積的18.195%,集中分布在黑龍江省東部和西南部、吉林省西部以及遼寧省中西部和南部,減少幅度最大的區(qū)域分布在鶴崗市東部、齊齊哈爾市南部、白城市西部、朝陽市、錦州市和大連市等地區(qū),減少幅度在-43.962~-6ng·g~(-1)·a~(-1)之間。(4)小興安嶺、長白山等山區(qū)由于海拔較高,人類活動(dòng)影響小,因此為積雪黑碳濃度低值區(qū)。沈陽、長春、哈爾濱、大慶等地區(qū)城市規(guī)模大、工業(yè)生產(chǎn)集中以及人口密度大,因此為積雪黑碳濃度高值區(qū)。齊齊哈爾北部、黑河南部和綏化北部區(qū)域城市規(guī)模擴(kuò)大,人口密度和能源使用量增加,導(dǎo)致該區(qū)域積雪黑碳濃度顯著增加。東北冬季風(fēng)速整體偏低,大氣的層結(jié)整體相對穩(wěn)定,污染物不易擴(kuò)散,因此東北積雪黑碳濃度較高。尤其是黑龍江省中部和北部地區(qū),大氣層結(jié)穩(wěn)定,加上地形影響,污染物不易擴(kuò)散,導(dǎo)致齊齊哈爾北部、黑河南部和綏化北部為東北積雪黑碳濃度高值中心。(5)2001~2016年東北年均雪粒徑分布在430.830~452.384μm之間上下浮動(dòng),平均值為440.823μm,年增長量為0.259μm/a,呈不顯著增加趨勢,變異系數(shù)為0.014。冬季各月間雪粒徑也存在差異,16年的模擬結(jié)果表明12月份雪粒徑最大,平均值為453.923μm,其次為1月份、2月份,分別為450.768μm、417.777μm。東北三省黑、吉、遼積雪雪粒徑均呈不顯著增加趨勢,增加速率分別為0.312μm/a、0.198μm/a和0.201μm/a。(6)東北雪粒徑總體呈現(xiàn)出北部高、南部低的空間分布特性,值域分布在380.248μm~497.141μm之間。遼寧省、吉林省和黑龍江省積雪雪粒徑平均值分別為418.201μm、429.193μmg和440.437μm。雪粒徑高值區(qū)分布在綏化、齊齊哈爾、黑河等地區(qū)及鶴崗、佳木斯、雙鴨山等地區(qū),積雪雪粒徑均在448.550μm以上。小興安嶺、長白山、遼寧省東部和西部丘陵地區(qū)是雪粒徑相對低值區(qū),平均值在416μm以下。(7)2001~2016年東北49.978%地區(qū)雪粒徑呈增加趨勢,增加區(qū)域主要集中在黑龍江省的北部地區(qū)和中部地區(qū)、吉林省中東部以及遼寧省的大部。增加幅度最大的區(qū)域分布在大興安嶺地區(qū)、黑河?xùn)|部、伊春市、延邊朝鮮族自治州、白山市、葫蘆島市、鞍山市南部、營口市中南部和大連市等地,其增速在2.206μm/a~9.223μm/a之間。顯著增加區(qū)域占總面積的4.494%,主要分布在大興安嶺地區(qū)東北部、黑河市東部、牡丹江中部和北部。東北雪粒徑減少區(qū)域占總面積的50.022%,集中分布在東北東部和中西部,減少幅度最大的區(qū)域分布在雞西市、白城市、松原市、阜新市等地區(qū),減少幅度在-8.232~-1μm/aμm/a之間。顯著減少區(qū)域主要分布在哈爾濱市西部,白城市南部、錦州市北部、阜新市中部。
【學(xué)位單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P426.63
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

2.1 研究區(qū)概況本文研究區(qū)是中國東北地區(qū)，包括黑龍江省、吉林省和遼寧省，處于 37～53oＮ，115～135oＥ之間（如圖 2-1），屬于溫帶季風(fēng)氣候，但由于緯度高，冬季寒冷漫長，夏季溫暖而短促，蒸發(fā)相對較小，屬于氣候濕潤區(qū)。東北地區(qū)是我國第二大穩(wěn)定積雪區(qū)，是穩(wěn)定積雪區(qū)范圍及平均積雪深度最大的地區(qū)，積雪期從南到北長達(dá) 30～190d[71]，東北地區(qū)年累積積雪深度為 498cm[72]，以其積雪年均儲量大和年際變率最明顯而區(qū)別于其它積雪區(qū)[73]。東北地區(qū)也是中國的重工業(yè)基地，石油、天然氣、煤炭資源豐富，鋼鐵、機(jī)械裝備制造等重型工礦企業(yè)眾多，資源開發(fā)利用的過程中污染排放量大，所排放的污染物種類多且相互疊加。能量來源主要是化石燃料，比如煤炭、石油，而在廣大偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，主要以生物燃料為主，因技術(shù)的欠缺導(dǎo)致燃燒方式相對比較落后。加上城市地區(qū)，機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放量持續(xù)增加，因此東北地區(qū)大氣氣溶膠的主要成分是黑碳。

第 3 章 數(shù)據(jù)的來源與處理收集雪樣，“左”和“右”表示部分包含潛在的小尺度變精度。在每個(gè)站點(diǎn)，從幾個(gè)深度的單個(gè)雪坑收集樣本，以積的雪。將采集的雪樣放入 Whirl pak 塑料袋中，保存在持固體狀態(tài)，直至到臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室過濾時(shí)。有時(shí)，在運(yùn)輸過需要糾正塑料袋的損失[53]。
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本文編號：2861796