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优秀青年科学基金项目:大气气溶胶成分遥感
时间:2016-09-21

    一、项目概况 

  “大气气溶胶成分遥感”项目由中国科学院遥感与数字地球研究所李正强研究员承担,面向气溶胶气候效应和环境效应定量评估的需求,开展了气溶胶组成及成分含量的遥感研究,实现大气气溶胶成分的快速探测。项目执行时间为2013年至2015年。 

  二、项目完成情况 

    项目主要取得了以下五方面的研究进展: 

    1结合中国典型气溶胶特性和气候、环境等方面的应用需求,建立了先进的气溶胶成分遥感分类模型(包含黑碳BC、吸收性有机碳BrC、矿物沙尘DU、硫酸铵类AS、非吸收性有机颗粒物POM、海盐SS和水分AW),实现涵盖大气中主要气溶胶成分的遥感建模。同时,考虑到气溶胶粒子混合方式和状态的复杂性,发展了更符合实际状况的成分混合状态描述方案。 

  2、针对模型中各种气溶胶成分的特点,通过遥感观测量敏感性分析和数值模拟实验,发展了新一代基于气溶胶光学—微物理参数(包括颗粒物光谱吸收/散射、尺寸、形状等综合特性)的成分反演方法,实现了整层大气中主要气溶胶成分的遥感估计。 

  3、利用大气颗粒物的近地面在线分析/离线采样观测,初步验证了遥感反演获得的气溶胶成分。同步观测实验结果表明,遥感反演和实际测量的气溶胶成分含量较为一致,说明气溶胶成分遥感反演方法具有较好的可靠性。 

    图120122月北京地区黑碳浓度遥感反演(CE318)和在线观测(AE51)对比 

  4、依托自主长期地基遥感观测,获得了我国城市、乡村、海洋、沙漠等典型区域的整层大气气溶胶成分的定量估计及季节变化特征。同时,在全球范围开展了重点区域(亚洲重要污染城市:中国北京与印度坎普尔)长时间序列(十年尺度)的气溶胶光学、微物理、成分特性对比分析。 

22002-2013年北京和Kanpur地区气溶胶各成分柱质量浓度 

    5、针对华北地区近年来冬季灰霾频发的现状,基于地基遥感观测获得了气溶胶微观特性参数,并反演得到了灰霾气溶胶的主要成分组成,建立了灰霾气溶胶光学-微物理-成分遥感特性模型。研究发现在灰霾颗粒物中水分含量大约平均可占气溶胶体积的三分之一,为颗粒物吸湿增长研究提供了定量数据。 

    三、人才培养与合作交流 

    项目重视青年科研人才的培养,执行期间培养博士后2人、培养博士研究生5人和硕士研究生3人,并以联合资助、合作交流等形式与德国莱比锡、法国里尔大学、美国内布拉斯加大学等多个国际知名研究团队联合培养青年科研人员。 

    项目开展了广泛的国内外合作交流,并以组织项目参研单位、国内同行、国际相关研究团队开展联合实验等方式,深入开展合作研究。项目执行期间,项目组成员参加国际、国内学术会议及交流研讨共20余次。 

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