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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 沙尘天气的概念、影响因素及划分 2

1.2.1 沙尘天气的概念 2

1.2.2 沙尘天气的影响因素 3

1.2.3 沙尘天气的等级划分 4

1.2.4 沙尘天气过程的划分 5

1.3 国内外研究现状 5

1.3.1 沙尘天气的时空分布特点和传输路径 6

1.3.2 沙尘天气的天气气候背景分析 8

1.3.3 沙尘起沙物理机制、传输和沉降的数值模拟研究 9

1.3.4 沙尘天气的遥感探测研究 10

1.3.5 沙尘天气的野外观测、监测系统和风洞实验研究 12

1.3.6 沙尘气溶胶的成分分析和理化特性分析 14

1.3.7 沙尘天气的危害、影响及对策研究 14

主要参考文献 15

第2章 我国沙尘天气的特点 20

2.1 我国沙尘天气的空间分布 20

2.2 我国沙尘天气的历史演变趋势 25

2.2.1 南疆沙尘天气的历史演变 25

2.2.2 北疆沙尘天气的历史演变 26

2.2.3 甘肃、宁夏和青海沙尘天气的历史演变 27

2.2.4 内蒙古中西部沙尘天气的历史演变 28

2.3 我国沙尘天气的季节变化 30

2.4 影响沙尘天气的因子分析 31

2.4.1 影响我国沙尘天气的天气系统 32

2.4.2 降水对沙尘天气的影响 34

2.4.3 大风对沙尘天气的影响 37

2.4.4 沙尘源区气候变化特点 42

2.4.5 水资源利用不合理对沙尘天气的影响 42

2.4.6 其他不合理人类活动对沙尘天气的影响 46

2.5 结论 49

主要参考文献 50

第3章 影响我国的沙尘天气的源地及其传输路径 51

3.1 影响我国的沙尘天气的源地及其分类 51

3.1.1 沙尘天气源地的定义 51

3.1.2 沙尘源地的分类 51

3.2 影响我国及北京的沙尘天气的传输路径 52

3.2.1 影响我国的沙尘天气的传输路径 52

3.2.2 影响北京的沙尘源地和传输路径分析 53

3.3 源区地表状态及其变化 56

3.3.1 沙漠与戈壁 57

3.3.2 黄土 60

3.3.3 农牧交错带 61

3.3.4 沙尘源区地表土壤粒径分析 63

3.4 沙尘源地的地表植被指数特征及其演变 66

3.4.1 绿色植物的光学特性 66

3.4.2 植物的反射率随波长与叶子中叶绿素含量的关系 67

3.4.3 归一化植被指数 68

3.4.4 AVHRR-NDVI数据国内外使用情况 72

3.4.5 沙尘源区NDVI特征及其演变 73

3.5 结论 78

主要参考文献 78

第4章 影响我国的沙尘天气的天气与气候背景分析 81

4.1 典型沙尘天气的天气与气候背景分析 81

4.1.1 2000年沙尘天气的天气与气候背景 81

4.1.2 2001年沙尘天气的天气与气候背景 84

4.1.3 2002年沙尘天气的天气与气候背景 95

4.1.4 2003年沙尘天气的天气与气候背景 99

4.1.5 2004年沙尘天气的天气与气候背景 102

4.1.6 2005年沙尘天气的天气与气候背景 106

4.1.7 2006年沙尘天气的天气与气候背景 109

4.2 结论 112

主要参考文献 113

第5章 沙尘天气的卫星遥感监测与分析 116

5.1 我国沙尘暴卫星遥感监测研究进程和现状 116

5.1.1 我国沙尘灾害卫星遥感监测研究进程 116

5.1.2 卫星遥感监测在沙尘灾害研究中的重要作用 117

5.2 沙尘天气卫星遥感监测概述 118

5.2.1 卫星云图与沙尘光学特性 118

5.2.2 沙尘天气卫星遥感原理 119

5.2.3 沙尘天气卫星遥感数据源及特点分析 120

5.2.4 沙尘天气卫星遥感监测的技术方法 123

5.2.5 沙尘源地及移动路径遥感监测 129

5.2.6 沙尘信息遥感定量提取研究 130

5.3 利用卫星遥感监测沙尘天气典型个例分析 131

5.3.1 利用MODIS监测沙尘天气 131

5.3.2 利用静止卫星资料跟踪沙尘天气的发生、发展及传输 140

5.3.3 利用TOMS资料分析沙尘天气 147

5.3.4 利用AVHRR资料分析沙尘天气 175

5.4 沙尘天气遥感监测的研究发展 179

5.4.1 多平台遥感数据的综合应用 179

5.4.2 多学科交叉渗透与研究深度、广度的强化 180

5.4.3 地基遥感和卫星遥感综合研究 180

5.5 结论 181

主要参考文献 182

第6章 利用激光雷达监测沙尘天气 186

6.1 国内外发展现状 186

6.2 激光雷达分类与组成结构 188

6.2.1 Mie散射激光雷达的组成 188

6.2.2 NIES型激光雷达系统组成及其工作原理 190

6.3 激光雷达方程及其反演方法 192

6.4 NIES型激光雷达判断沙尘暴的标准 193

6.5 NIES型激光雷达数据的解析方法 193

6.6 利用NIES型激光雷达对沙尘天气进行监测 194

6.6.1 沙尘暴过程中沙尘源区黄沙的分布高度、厚度、持续时间等特征 194

6.6.2 沙尘暴过程中沙尘源区沙尘气溶胶质量浓度的垂直分布 197

6.6.3 沙尘影响区（北京）2001年春季NIES型激光观测结果 199

6.6.4 沙尘过程的大气颗粒物质量浓度的计算 210

6.6.5 与地面监测结果的比较 212

6.6.6 其他观测结果分析 213

6.6.7 与日本激光雷达观测结果的比较 214

6.7 结论 214

主要参考文献 215

第7章 沙尘天气的区域污染特征及对北京大气环境质量的影响 219

7.1 沙尘天气的区域污染特征 219

7.1.1 空气污染指数的长期演变与区域特征 220

7.1.2 沙尘天气传输路径上污染特征和颗粒物粒径分布特征 229

7.1.3 2002年典型沙尘天气大气污染监测分析 234

7.2 沙尘天气对北京大气环境质量的影响 238

7.2.1 北京地区沙尘天气的时空分布 239

7.2.2 对区域大气环境质量的影响 243

7.2.3 沙尘天气中北京大气沙尘气溶胶的粒径分布特征 251

7.2.4 北京及上游源区降尘分析 255

7.3 结论 262

主要参考文献 263

第8章 沙尘天气数值模拟的研究与讨论 265

8.1 沙尘天气数值模拟的研究进展 265

8.2 模型简介 266

8.2.1 GOcART模式系统 266

8.2.2 第三代区域气候模式RegCM3系统 268

8.2.3 Models-3模式系统 270

8.3 模拟结果与讨论 277

8.3.1 GOCART模式模拟结果与讨论 277

8.3.2 RegCM3模式模拟结果与讨论 291

8.3.3 Models-3模式模拟结果与讨论 300

8.4 结果讨论 308

主要参考文献 309

第9章 沙尘天气理化特征分析 310

9.1 分析沙尘天气常用的化学分析手段和方法介绍 310

9.1.1 颗粒物样品采集的常用方法 311

9.1.2 常用的颗粒物化学成分的分析方法 313

9.1.3 气溶胶化学成分信息的处理方法 325

9.2 我国沙尘源区土壤化学成分分析 334

9.2.1 样品采集与分析 335

9.2.2 源区土壤元素分布规律 336

9.3 我国沙尘源地气溶胶化学成分特征 338

9.4 典型沙尘事件沙尘气溶胶化学特征分析 344

9.4.1 2000年我国沙尘暴的组成、来源、粒径分布 344

9.4.2 元素数据揭示的沙尘暴的几个阶段 353

9.4.3 北京沙尘气溶胶化学成分分析 363

主要参考文献 374