污染影响下的辐射估算及演变规律

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AI项目解读

基本信息

项目摘要

Anthropogenic aerosols are increasingly released into the atmosphere by human activities, which in turn gradually modify the energy flows in the climate system. A significant decline in surface solar radiation (SSR) was observed worldwide since the 1950s (termed “global dimming”), which then transitioned to increase since the late 1980s (“global brightening”). These findings are based on radiation measurements on the ground, which are also of key importance for the evaluation of the surface radiation budgets derived from remote sensing and from climate models. However, the spatial and temporal coverage with these measurements is not satisfactory for an adequate representation of these flux fields. Sunshine duration (SD) with wider and longer observations has therefore been broadly used to estimate SSR. SD is measured when direct solar radiation (DSR) is of sufficient intensity (120 W m-2) to activate the recorder. Under polluted conditions, pollution driven declines in SSR may be ignored in the periods not recorded in SD due to insufficient DSR, which may eventually result in overestimating SSR from SD. This project, therefore, aims at revealing the magnitude and mechanism of pollution driven changes in SSR at diurnal cycle. Based on this, Angström-Prescott (A-P) model will be improved by incorporating a pollution-related dependency to infer an accurate estimation of SSR from SD under various pollution levels. With the adjusted A-P model, solar radiation climatologies as well as their temporal variations will be established from the widespread SD observations and air pollution information. This allows an unprecedented assessment of surface radiative fluxes and their changes particularly also in regions with no direct radiation measurements, and will improve our understanding of the roles of solar radiation and air pollution in climate change, hydrological cycle and plant growth.
大气中增多的污染物/气溶胶正在影响着地球的能量收支。自上世纪50年代以来,到达地表的太阳辐射经历了由下降到上升的演变趋势,即著名的“全球变暗/变亮现象”。这一重要发现基于地面观测数据,是评估遥感观测和模型模拟手段的基础。由于辐射的地面观测具有一定的时空局限性,因此日照时数常被用来估算辐射。在污染的情况下,利用日照时数估算辐射会忽略不被日照计记录的时段(直接辐射强度<120 W m-2)污染引发的辐射的下降,从而高估辐射量。因此本研究致力于揭示一天内各时段污染驱动辐射变化的规律及物理机制,并依此添加与污染有关的系数公式校正Angström-Prescott模型以实现不同污染情况下利用日照时数对太阳辐射的准确估算。借此可实现对辐射数据的时空拓展,并在包括无辐射直接地面观测地区建立辐射的气候学特征及时空变化规律,这对理解污染和辐射在气候变化、水循环及作物生长中的作用具有重要的科学意义和应用价值。

结项摘要

人类活动正在通过排放气溶胶影响着大气环境及地球能量收支平衡。本研究通过对比全国172对城市及临近县日照时数的变化情况发现,我国城市的光照变暗速率是乡村的1.5倍。与城市化发展相关的大气污染驱动的光照变暗主要发生在80年代前,随后我国太阳辐射趋于轻微回升。类似的现象现象广泛发生在全球大部分地区,形成著名的“全球变暗/变亮现象”。这一现象的发现主要基于地面观测数据,是评估遥感产品及模型模拟结果的基础。然而,我国太阳辐射的地面观测数据的时间序列在1990-1993年存在异常突增。本研究分析造成这一突变的原因1/3是由于51个台站在这一时期的废弃或增设,另外2/3则是来自7个台站辐射的自然波动及16个站辐射非自然因素波动。在排除来自16个台站的非自然因素影响及51个不完整数据序列后,本研究重新建立了我国太阳辐射在全球变暗及变亮时期时空变化趋势。此外,地面观测数据具有观测台站数量少且空间分布不均匀的局限性。而遥感产品具有广泛的地域覆盖和高的空间分辨率可有效弥补地面观测数据的局限性。本研究通过评估CM SAF CLARA-A2和SARAH-E太阳辐射遥感产品的准确性和稳定性,提出了改善太阳辐射遥感产品在我国估算精度的方法及方向,其中正确表征我国气溶胶的气候学特征及变化尤为重要。遥感产品通过提高估算精度将可以在更广泛的空间范围再评估我国辐射的变暗/变亮现象,这对于太阳能利用、水资源调配及作物生产等均具有重要的科学意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Validation of CM SAF CLARA-A2 and SARAH-E Surface Solar Radiation Datasets over China
CM SAF CLARA-A2和SARAH-E中国地面太阳辐射数据集验证
  • DOI:
    10.3390/rs10121977
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Yawen Wang;Jörg Trentmann;Wenping Yuan;Martin Wild
  • 通讯作者:
    Martin Wild
Urbanization effect on trends in sunshine duration in China
城市化对中国日照时数趋势的影响
  • DOI:
    10.5194/angeo-35-839-2017
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
    Annales Geophysicae
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Wang Yawen;Wild Martin;Sanchez-Lorenzo Arturo;Manara Veronica;Manara Veronica
  • 通讯作者:
    Manara Veronica
A new look at solar dimming and brightening in China
中国太阳能调光和增亮的新视角
  • DOI:
    10.1002/2016gl071009
  • 发表时间:
    2016-11-28
  • 期刊:
    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wang, Yawen;Wild, Martin
  • 通讯作者:
    Wild, Martin

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其他文献

公共服务视野下的城市空间正义问题——以山东省Q市为例
  • DOI:
    10.13959/j.issn.1003-2398.2020.02.008
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    人文地理
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘浩;马琳;王雅雯;王思月
  • 通讯作者:
    王思月
超支化聚合物用作抗癌药物载体的应用研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化学试剂
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王雅雯;魏晓娇;袁恩辉;郭瑞斌
  • 通讯作者:
    郭瑞斌
卟啉衍生物功能化石墨烯材料的光电性能新进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雅雯;胡惹惹;魏晓娇;郭瑞斌
  • 通讯作者:
    郭瑞斌
稀土-β-二酮类配合物发光性能的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    硅酸盐通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭瑞斌;王雅雯;胡惹惹;袁恩辉
  • 通讯作者:
    袁恩辉
基于城市设计体系的城市公共空间规划设计实施策略研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    城市发展研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪科;邵滢璐;李昕阳;王伊倜;叶青;王雅雯
  • 通讯作者:
    王雅雯

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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