期刊基本信息
创刊:
2006年 • 双月刊
名称:
大气与环境光学学报
英文:
Journal of Atmospheric and Environmental Optics
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院安徽光学精密机械研究所
出版单位:
科学出版社
主编:
刘文清
ISSN:
1673-6141
刊号:
CN 34-1298/O4
电话:
86-551-5591563
邮箱:
地址:
安徽省合肥市1125信箱
邮编:
230031
定价:
60元/期

本期栏目 2022, 17(3)

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大气与环境光学学报 第17卷 第3期

作者单位
摘要
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 1
何娟 1,*张华 1,2苏红娟 1,3周喜讯 1,3[ ... ]游婷 5
作者单位
摘要
1 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081
2 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 气象灾害教育部重点实验室, 江苏 南京 210000
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国气象局气候研究开放实验室/中国气象局气候中心, 北京 100081
5 重庆市气象科学研究所, 重庆 401147
为了精确地定量研究土地利用变化对地表反照率的影响, 利用公元 850-2100 年期间土地利用数据集获取了一套长时期的全球分光 (近红外、可见光、短波) 地表反照率数据集, 并进行了详细的分析和对比验证。验证结果表明, 所得的分光地表反照率与 MODIS 数据对应结果的空间分布特征基本一致; 在非冰雪覆盖区的可见光反照率差别在-0.0081~0.0029 之间, 精度较高; 差别最大的区域为南、北半球中高纬度的冰雪覆盖区。研究表明, 自 1860 年以来, 所有典型区域 (包括中国东部、欧洲东南部、美国中东部和巴西南部) 的城市建成区逐年增加, 特别是巴西南部的自然植被逐年减少; 在 1860-1980 年间, 各区域主要表现为自然植被向城市建成区和耕地转化; 在 1980-2015 年, 巴西南部耕地类型持续增加, 其余区域均表现出自然植被逐步恢复的变化趋势。此外, 不同土地利用类型的分光反照率存在很大差别, 例如, 春季可见光反照率在冰雪表面为 0.5069, 混交林为 0.0444, 而城市建成区为 0.0870; 且受不同纬度和下垫面性质的影响, 同一土地利用类型的分光地表反照率也存在明显的空间差异, 例如, 春季草原的可见光反照率最大为 0.4915, 最小为 1.127×10-4。 这套长时期全球分光地表反照率数据集可以为土地利用变化驱动气候变化的相关定量研究奠定数据基础。
地表反照率 土地利用 土地利用数据集 中分辨率成像光谱仪 人类活动 surface albedo land use land-use harmonization project moderate-resolution imaging spectroradiometer human activities 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 279
作者单位
摘要
新疆师范大学地理科学与旅游学院, 新疆干旱区湖泊环境与资源自治区重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830054
利用全球数据同化系统 (GDAS) 气象资料和生态环境部环境监测总站的 PM2.5 浓度数据, 使用 MeteoInfo 软件和 TrajStat 插件的聚类方法和聚类统计对 2018 年 12 月-2019 年 1 月到达伊宁市主城区的气流轨迹进行了聚类分析, 运用潜在源贡献 (PSCF) 及浓度权重轨迹 (CWT) 分析了伊宁市主城区 PM2.5 潜在源贡献率 (WPSCF) 和轨迹权重浓度 (WCWT)。 结果显示: a) 轨迹聚类分析表明该区受西南气团影响最大, 主要来自哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦; b) WPSCF 和 WCWT 分布特征类似, 重度污染源区 WPSCF 最高在 0.7~0.8 以上, WCWT 最高值在 80~110 μg·m-3, 潜在源主要集中在昭苏-特克斯盆地。
伊宁 潜在源贡献 浓度权重轨迹 PM2.5 PM2.5 Yining City potential source contribution function concentration weighted trajectory 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 294
杜娟 1,2,*刘春琼 3吴波 1张娇 1[ ... ]史凯 3
作者单位
摘要
1 吉首大学数学与统计学院, 湖南 吉首 416000
2 洪江高新技术产业开发区 (洪江市) 管理委员会, 湖南 怀化 418000
3 吉首大学生物资源与环境科学学院, 湖南 吉首 416000
为解析长株潭地区 PM2.5 演化的多尺度特征, 阐释其演化的主要动力机制, 提出了一种集合经验模态分解 (EEMD) 和多重分形消除趋势波动分析 (MFDFA) 的新模型, 研究了该区域 2015 年 1 月 1 日至 2019 年 12 月 31 日 PM2.5 浓度的动力演化。利用 EEMD 方法获得了各城市 PM2.5 的高频模态以及趋势项, 趋势项结果表明 PM2.5 浓度呈下降趋势, 而 PM2.5 的高频模态反映了 PM2.5 浓度波动的非线性特征。进一步采用 MFDFA 方法对其高频累加模态进行分析, 研究表明 PM2.5 高频分量存在较强的多重分形特征。此外, 还利用相位随机替代法和随机重构法研究了其多重分形的主要来源, 结果表明 PM2.5 浓度波动在不同时间尺度内的长期持续作用是造成高浓度 PM2.5 污染涌现的主要动力因素。最后, 讨论了气象条件对其高频分量多重分形强度的影响, 结果发现, 相对于其他季节, 冬季 PM2.5 高频模态的多重分形强度更强。分析表明, 尽管该区域通过大气污染行动计划已取得积极的污染控制效果, 但在冬季, 污染物演化的长期持续动力机制对 PM2.5 高频模态的演化发挥着更加主导的控制作用, 不同时间尺度上 PM2.5 非线性长期持续动力机制导致冬季仍有高浓度 PM2.5 涌现的风险, 甚至出现更为严重的污染。本研究结果对于区域 PM2.5 多时间尺度演化动力特征的研究以及大气污染预测预警机制的建立具有重要意义。
集合经验模态分解 多重分形消除趋势波动分析 高频模态 多重分形 长期持续性 PM2.5 PM2.5 ensemble empirical mode decomposition multifractal detrended fluctuation analysis high-frequency modes multifractal long-term persistence 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 304
作者单位
摘要
辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
随着城市化进程不断加快, 地表温度升高引起的城市病日益严重。为深入认识滨海城市地表温度的影响因素, 进而为改善人居环境和生态健康提供科学数据支撑, 采用单窗算法反演了大连市内甘井子区、西岗区、沙河口区和中山区四区地表温度, 并综合运用多尺度地理加权回归模型 (Multiscale-GWR) 结合归一化建筑指数 (NDBI)、归一化植被指数 (NDVI)、改进的归一化水体指数 (MNDWI) 和归一化裸土指数 (NDBAI), 探究了地表温度与下垫面指数空间异质性关系。研究结果表明: (1) 大连市内四区的地表温度呈现由东向西递减的分布态势, 中山区、沙河口区和西岗区的北部地表温度较南部高, 甘井子区西南部地表温度较其他区域低。(2) 大连市内四区地表温度与下垫面指数关系基本上不存在全局效应, 空间异质性很强, Multiscale-GWR 模型可以较好地拟合下垫面指数与地表温度相关关系。(3) 从相关系数来看, 下垫面指数对地表温度的影响作用力表现为: NDBAI > NDVI > MNDWI > NDBI, NDBAI、NDVI 和 MNDWI 指数总体上呈现负相关效应, NDBI 总体上呈现正相关效应。
多尺度地理加权回归 单窗算法 地表温度 下垫面指数 大连市内四区 multiscale geographical weighted regression single window algorithm land surface temperature underlying surface index four districts of Dalian 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 317
作者单位
摘要
太原科技大学应用科学学院, 山西 太原 030024
基于多光程吸收池的可调谐半导体激光吸收光谱 (TDLAS) 系统在检测过程中容易出现噪声干扰, 影响着其实际检测性能。针对这种干扰的特征进行分析, 提出利用小波降噪法来改善 TDLAS 系统的探测性能。首先依据理论研究结果选择合适的小波函数和分解层数, 然后通过这种小波对叠加干扰的仿真信号进行滤波, 结果表明这种降噪技术具有良好的去噪效果。最后利用小波降噪技术处理了实验采集的不同浓度气体的直接吸收光谱 (DAS) 和二次谐波信号, 相比于原信号, 降噪后信号的信噪比从 0.4 增加到 259, 系统的检测限也达到 7×10-6, 表明小波降噪方法在气体光谱检测中具有较高的应用价值。
可调谐半导体激光吸收光谱 信号处理 小波降噪 tunable diode laser absorption spectroscopy signal processing wavelet denoising 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 328
作者单位
摘要
1 中国环境科学研究院大气环境研究所, 北京 100012
2 长安大学环境科学与工程学院, 陕西 西安 710054
3 渭南市临渭区环境监测站, 陕西 渭南 714000
4 南开大学环境科学与工程学院, 城市交通污染防治研究中心, 天津 300071
5 北京化工大学环境科学与工程系, 北京 100029
6 渭南市环境科学研究中心, 陕西 渭南 714000
7 中科弘清 (北京) 科技有限公司广州分公司, 广东 广州 510310
为掌握渭南市道路积尘分布特征及影响因素, 获取道路积尘本地化参数和道路扬尘的管控依据, 基于光散射法利用道路积尘负荷车载式快速监测系统对渭南市城市道路积尘负荷进行了测定, 分析了不同类型道路的积尘负荷特征, 并研究了车流量、车重及道路抑尘方式等与积尘负荷的关系。研究结果表明, 渭南市道路积尘负荷平均值为 1.13 g·m-2, 不同类型道路积尘负荷大小呈支路 (1.79 g·m-2) > 次干道 (1.22 g·m-2) > 省道 (1.08 g·m-2) > 主干道 (0.94 g·m-2) > 国道 (0.71 g·m-2) 的特征; 车流量和车速变化与道路积尘负荷值均呈负相关, 即车流量和车速越大, 积尘负荷值越小; 此外, 洒水能有效降低道路积尘负荷值, 但保持时间较短, 因此建议改变重洒水弱清扫的作业模式, 重点关注清扫除尘。
快速检测法 积尘负荷 车流量 车速 抑尘方式 fast detection silt loading traffic flow speed dust suppression method 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 336
作者单位
摘要
安徽理工大学电气与信息工程学院, 安徽 淮南 232001
PM2.5 是大气重要污染物之一, 模拟 PM2.5 浓度空间分布对于大气污染防治具有重要意义。将土地利用回归模型 (LUR) 应用到安徽省污染较重的皖北地区, 以监测点为中心, 建立半径分别为 0.5、1、1.5、2、3、4、5 km 的缓冲区, 结合土地利用因子、道路因子、污染源因子、气象因子、高程因子及人口因子共 105 个变量, 建立了该地区四季和年均 LUR 模型, 并通过留一交叉互验, 验证了模型精度。结果表明: 研究区 PM2.5 浓度受草地、湿地、降水量、相关湿度、气压、风速、二级公路、三级公路、废气污染企业、人口数量影响较大。调整 R2 分别为 0.828 (春)、0.731 (夏)、0.831 (秋)、0.775 (冬)、0.892 (年均); 均方根误差 (RMSE) 分别为 6.34 μg·m-3 (春)、7.01 μg·m-3 (夏)、6.28 μg·m-3 (秋)、6.71 μg·m-3 (冬)、5.33 μg·m-3 (年均); 模拟精度 R2 分别为 0.825 (春)、0.730 (夏)、0.834 (秋)、0.772 (冬)、0.897 (年均), 模型表现良好, 解释力强。从模拟的 PM2.5 浓度空间分布可以看出, 不同季节呈现明显不同的空间分布特征, 这与来自北方的大量污染颗粒物、当地的煤矿开采以及秋耕秸秆燃烧等潜在污染源有关。
土地利用回归模型 空间分布 皖北地区 PM2.5 PM2.5 land use regression model spatial distribution Northern Anhui Province 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 347
作者单位
摘要
合肥工业大学光电技术研究院特种显示与成像技术安徽省技术创新中心, 省部共建现代显示技术国家重点实验室培育基地, 安徽 合肥 230009
为评估从偏振氧 A 带光谱中提取的气溶胶垂直剖面的信息量及提高光谱分辨率对偏振测量的气溶胶垂直剖面信息的影响, 采用线性化矢量辐射传输模型 (UNL-VRTM), 对氧 A 波段线偏振度 (DoLP) 星载测量中气溶胶垂直剖面的信息量及不同观测条件和光谱分辨率下 DoLP 的气溶胶峰高信息量变化的影响因素进行分析。研究结果表明, DoLP 所包含的气溶胶峰高的信息比辐射度更多, 辐射度的信号自由度 (DFS) 最高为 0.49, 而 DoLP 的 DFS 为 0.76; 且随着光谱分辨率的提高, 气溶胶峰高信息量增加, 对表面反射率、观测几何以及先验误差的依赖大大降低。
偏振 气溶胶垂直剖面反演 信息量分析 光谱分辨率 polarization retrieval of aerosol vertical profile information analysis spectral resolution 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 360
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
为研究星载设备在复杂力学环境下的振动响应特性, 利用有限元分析软件对光谱仪光路切换组件进行仿真分析。首先根据星上载荷的力学环境试验条件, 通过谱形参数计算方法建立星上载荷输入谱密度激励曲线图。随后, 对光路切换组件进行模态分析和随机振动分析, 得到激励谱条件下组件的振动响应结果和最大等效应力。强度校核计算结果显示组件安全裕度为 1.57, 满足刚度和强度要求。最后, 对整机振动进行试验验证, 验证结果显示组件结构完好, 且光学性能比照试验结果显示振动前后, 三个通道的卤素灯图像的成像范围、光谱强度特性等基本一致, 光路切换组件无异常变化, 验证了仿真分析的可靠性。
光路切换组件 随机振动 谱密度响应 谱形参数 有限元法 optical path switching assembly random vibration spectral density response spectral shape parameters finite element method 
大气与环境光学学报
2022, 17(3): 369