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南京上空大气边界层的激光雷达观测研究
摘要：
通过对南京地区大气边界层的激光雷达观测研究，本文研究了大气边界层的结构和变化特征。结果显示，大气边界层高度随时间和季节而变化，水平风速和风向变化明显，气溶胶浓度和尺寸随时间和天气条件变化明显，且季节性变化规律明显。这些观测结果对于掌握南京地区大气环境状况具有重要的意义。
关键词：激光雷达，大气边界层，气溶胶，季节变化
一、研究背景
大气边界层是地球大气系统中非常重要的一个层次，其结构和变化特征直接关系到气象预报、空气质量监测、环境保护和生态系统等方面。因此，对大气边界层的研究一直都备受关注。
激光雷达是一种十分强大的监测手段，能够实现对大气纵向结构和水平分布的监测和探测。对于大气边界层的观测，激光雷达比传统监测手段更优越，因此越来越多的研究采用激光雷达进行大气边界层的研究。
二、观测方法
本研究采用了位于南京市江宁区的激光雷达系统，观测时间为2019年1月至5月。激光雷达观测的参数包括反射率、散射比、垂直速度、温度和湿度等，其中反射率和散射比可作为气溶胶粒子浓度和尺寸的代表。同时，本研究还利用了地面气象站和空气质量监测数据对激光雷达观测结果进行了验证。
三、结果分析
1.大气边界层高度变化
本研究发现，南京地区大气边界层高度随时间和季节而变化，一般在地面至500m之间波动。其中，春季和夏季大气边界层高度较为稳定，而冬季和早春时期变化较为明显。
2.风向和风速的变化
大气边界层风向和风速变化明显，其中风向主要在东南和东北两个方向之间变化，而风速则在1m/s至20m/s之间波动。春季和夏季风速相对平稳，而冬季和早春时期风速较为剧烈。
3.气溶胶浓度和尺寸变化
本研究结果显示，南京地区气溶胶粒子的浓度和尺寸随时间和天气条件变化而发生较大的变化。例如，在PM2.5污染较为严重的时期，气溶胶颗粒的浓度和尺寸明显升高，而在较为干燥的天气条件下，气溶胶粒子的浓度则变化较小。
四、结论
本研究基于南京地区激光雷达观测研究结果，发现大气边界层的高度、风向和风速、气溶胶浓度和尺寸等参数均随时间和季节而发生较大的变化。这些观测结果对于掌握南京地区大气环境状况具有重要的意义，可以帮助开展环境保护工作和应对污染事件。
五、参考文献
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