删除或更新信息，请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

2013–2018神农架南坡气溶胶光学厚度数据集

本站小编 Free考研考试/2022-01-02

摘要&关键词
摘要：大气气溶胶是大气的重要组成部分，气溶胶光学厚度是表征大气气溶胶特性的重要参数。2013年3月于湖北神农架森林生态系统国家野外科学观测研究站暨中国科学院神农架生物多样性定位研究站（简称神农架站）布设太阳光度计MICROTOPS II，并于2013年3月至2018年6月晴朗天气逐日定点对该区440–936 nm大气气溶胶进行了连续定位监测。采集原始记录数据后，检查原始数据文件的完整性并筛选剔除异常值，计算月观察数值平均值和Angstrom参数，形成本数据集。本数据集为对大气气溶胶厚度监测数据进行质控及分析处理后形成的数据集，是神农架南坡首个基于地基方法的大气气溶胶厚度的连续定位实测数据集。本数据集对研究神农架南坡气溶胶特征及气候变化具有重要意义，也可为气溶胶光学厚度遥感反演和模型建立提供地面实测数据支持。
关键词：大气气溶胶；气溶胶光学厚度；神农架；定位监测

Abstract & Keywords
Abstract:?Atmospheric aerosol is an indispensable component of the atmosphere composition, and the aerosol optical depth is one of most important parameters of atmospheric aerosol. In March 2013, we established a Sun photometer, MICROTOPS II, in the National Field Station for Forest Ecosystem in Shennongjia, Hubei and Shennongjia Biodiversity Location Research Station, Chinese Academy of Sciences (“Shennongjia Station” for short), located on the southern slope of Shennongjia Mountain. We recorded the aerosol optical depth of 440 nm to 936 nm from 2013 to 2018 by the Sun photometer. The qualified dataset for the aerosol optical depth was the first empirical records for the aerosol optical depth in southern slope of Shennongjia Mountain. After collecting the original record data, we checked the integrity of the original data file, filtered out the outliers and calculate the average value of monthly observation values and angstrom parameters to create this dataset. The dataset could be used as a reference for the exploration of the aerosol variation and climate change; it could also provide empirical data for the remote sensing inversion and model establishment for the aerosol optical depth.
Keywords:?atmospheric aerosol;?aerosol optical depth;?Shennongjia;?location monitoring

数据库（集）基本信息简介
数据库（集）名称2013–2018神农架南坡气溶胶光学厚度数据集
数据作者兰天元，徐文婷，申国珍，赵常明，葛结林，熊高明，谢宗强
数据通信作者谢宗强（xie@ibcas.ac.cn）
数据时间范围2013–2018年
地理区域湖北神农架森林生态系统国家野外科学观测研究站暨中国科学院神农架生物多样性定位研究站，站区位于鄂西神农架地区（109°29′34.8″–111°56′24″E、30°57′28.8″–32°14′6″N）。
数据量41 KB
数据格式*.xlsx
数据服务系统网址http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/863
基金项目中国生态系统研究网络（CERN）监测网络，国家生态系统观测研究共享服务平台项目（2005DKA10300）。
数据库（集）组成本数据集包括说明文档和气溶胶光学厚度数据。气溶胶光学厚度数据有14个字段，分别为年、月、440 nm气溶胶光学厚度月平均值、440 nm气溶胶光学厚度月标准差、500 nm气溶胶光学厚度月平均值、500 nm气溶胶光学厚度月标准差、675 nm气溶胶光学厚度月平均值、675 nm气溶胶光学厚度月标准差、870 nm气溶胶光学厚度月平均值、870 nm气溶胶光学厚度月标准差、936 nm气溶胶光学厚度月平均值、936 nm气溶胶光学厚度月标准差、Angstrom参数月平均值、Angstrom参数月标准差。

Dataset Profile
TitleA dataset of aerosol optical depth in southern slope of Shennongjia mountain, 2013–2018
Data corresponding authorXie Zongqiang (xie@ibcas.ac.cn)
Data authorsLan Tianyuan, Xu Wenting, Shen Guozhen, Zhao Changming, Ge Jielin, Xiong Gaoming, Xie Zongqiang
Time range2013 – 2018
Geographical scopeShennongjia forestry mountain, west of Hubei Province (109°29′34.8″–111°56′24″E, 30°57′28.8″–32°14′6″N).
Data volume41 KB
Data format*.xlsx
Data service system<http://www.sciencedb.cn/dataSet/handle/863>
Source of fundingCERN Monitoring Network, National Ecosystem Observation and Research Sharing Service Platform Project (2005DKA10300).
Dataset compositionThis dataset includes description documents and aerosol optical depth data. The aerosol optical depth data were composed of 14 fields, including year, month, monthly mean of aerosol optical depth in 440 nm, monthly standard deviation of aerosol optical depth in 440 nm, monthly mean of aerosol optical depth in 500 nm, monthly standard deviation of aerosol optical depth in 500 nm, monthly mean of aerosol optical depth in 675 nm, monthly standard deviation of aerosol optical depth in 675 nm, monthly mean of aerosol optical depth in 870 nm, monthly standard deviation of aerosol optical depth in 870 nm, monthly mean of aerosol optical depth in 936 nm, monthly standard deviation of aerosol optical depth in 936 nm, monthly mean of Angstrom parameter, and monthly standard deviation of Angstrom parameter.



引 言
大气气溶胶是悬浮于大气中，直径为10-3–10 μm的固体或液体细微颗粒，是大气重要组成部分之一[1]。大气气溶胶通过反射太阳入射光冷却气候系统，同时吸收太阳入射辐射使大气升温并导致地表温度降低，影响地球辐射平衡和全球气候变化[2]。气溶胶粒子通过云凝结核或冰核影响降水等气候要素[3]，或者通过气溶胶辐射效应，扰动地球辐射收支和水循环过程[4]。大气气溶胶也是大气主要污染物，在生物有机体、病原体等的传播中发挥着重要作用。大气气溶胶可引起或增强呼吸道、心血管、传染性和变异性疾病，对人体健康产生危害[5]。气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）是地面到大气顶层气溶胶消光系数的垂直积分[6]，是表征大气气溶胶特性的重要参数之一，也是目前可以方便获取的气溶胶数据中覆盖范围广、较为准确的数据[7]。长期连续监测一个地区气溶胶光学厚度，对研究区域气候特征和变化、估量大气污染程度有着重要意义。
神农架为世界自然遗产地，也是我国首批国家公园体制试点，拥有丰富的生物多样性和独特的北亚热带常绿落叶阔叶混交林生态系统和完整的植被垂直带谱，是我国重要的水源涵养区，也是实施长江经济带“大保护”战略和国家“南水北调”工程的关键生态安全屏障区。目前，关于神农架地区气溶胶的研究较少，且缺乏地面实测数据支持。本数据集源自湖北神农架森林生态系统国家野外科学观测研究站暨中国科学院神农架生物多样性定位研究站（简称神农架站）大气环境监测数据，包括不同波段气溶胶光学厚度。本数据集为神农架南坡首个气溶胶光学厚度长期地面监测数据集。

1 ? 数据采集和处理方法
1.1 ? 数据采集
数据源自神农架站。神农架站位于神农架地区（109°29′34.8″–111°56′24″E、30°57′28.8″–32°14′6″N）南坡，地处湖北、重庆、陕西三省交界，为大巴山脉东段中山地貌[8]。神农架地区属于中国东部平原丘陵向西部高原山地过渡带，也是亚热带气候向暖温带气候过渡带，具有北亚热带季风气候特点[9]。森林类型以北亚热带常绿落叶阔叶混交林为主，代表了秦巴山地地带性森林生态系统类型。
大气气溶胶光学厚度数据采集时间为2013年3月至2018年6月，使用太阳光度计MICROTOPS II于固定采样点（110°13′1.2″E、31°22′58.8″N）连续采集。太阳光度计MICROTOPS II有5个光谱通道，测量时将光谱通道对准太阳直射光，光电二极管激发产生与光强度成正比的光电流，经转换形成数字信号，然后通过内置算法直接得到每个通道波段的AOD[10]。选择晴朗天气，在卫星过境时间内于上午10:00、下午1:00、下午2:00、下午2:30，分4次采集数据。

1.2 ? 数据处理
数据处理包括原始数据预处理、筛选剔除异常值和形成数据集。
原始数据预处理。采集原始记录数据后，从太阳光度计MICROTOPS II将原始数据文件导入计算机。然后检查原始数据文件的完整性，如有缺失，与采集人员核对并根据情况进行补充和说明。然后将原始数据文件转化为Excel表格，准备进一步处理。
筛选剔除异常值。对Excel表格数据进行阈值和标准差校验，筛选出可疑数据，然后根据当天天气记录，分析可能原因，决定是否剔除该异常数据。
形成数据集。计算每月AOD数值平均值、标准差，进行可视化处理，方便清晰查看数据分布（图1）。对波长λ的对数值（lnλ）和AOD的对数值（lnτλ）进行线性回归可得到Angstrom参数，每月平均Angstrom参数见图2。误差条表示标准差。




图1 ? 2013年3月至2018年6月每月平均气溶胶光学厚度（500 nm）




图2 ? 2013年3月至2018年6月每月平均Angstrom参数


2 ? 数据样本描述
本数据集包括说明文档和气溶胶光学厚度数据。说明文档包括气溶胶光学厚度数据的字段、数据类型和数据示例，还包括仪器型号、观测方法、观测人员、时间范围等信息。气溶胶光学厚度数据为2013–2018年期间记录的全部气溶胶光学厚度数据。共计14个字段。具体的字段名称、类型及示例见表1。
表1 ? 神农架气溶胶光学厚度数据字段说明
字段数据类型数据示例
年数值型2013
月数值型3
440 nm气溶胶光学厚度月平均值数值型0.558
440 nm气溶胶光学厚度月标准差数值型0.307
500 nm气溶胶光学厚度月平均值数值型0.467
500 nm气溶胶光学厚度月标准差数值型0.296
675 nm气溶胶光学厚度月平均值数值型0.403
675 nm气溶胶光学厚度月标准差数值型0.298
870 nm气溶胶光学厚度月平均值数值型0.370
870 nm气溶胶光学厚度月标准差数值型0.304
936 nm气溶胶光学厚度月平均值数值型0.337
936 nm气溶胶光学厚度月标准差数值型0.277
Angstrom参数月平均值数值型0.656
Angstrom参数月标准差数值型0.276


3 ? 数据质量控制和评估
本数据集的质量控制分为数据采集前和采集后两级质量控制。
3.1 ? 数据采集前质量控制
神农架站设有经过培训的专人负责采集气溶胶光学厚度数据，采集人员严格按照实验操作规范采集数据。

3.2 ? 数据采集后质量控制
为保证数据质量，将本数据集与Wang（2019）[11]和王晓玲（2018）[12]遥感反演数据进行对比。两者通过MODIS遥感数据反演神农架南坡多年平均AOD（550 nm）范围为0.3–0.45，而本数据集神农架南坡多年平均AOD（500 nm）为0.416，因此本数据集与遥感反演数据相符。


4 ? 数据价值
本数据集为首次基于地基方法连续记录的神农架南坡气溶胶光学厚度数据集，其对研究神农架地区气溶胶特征和变化规律以及气候特征和变化有着重要的意义。利用本数据集不同波段气溶胶光学厚度数据，可以计算Angstrom参数和Angstrom浑浊系数，用于反映气溶胶颗粒大小和天气的浑浊程度[1]。气溶胶光学厚度是从地面仪器中远程评估大气气溶胶的最全面的变量。因此，本数据集可用于卫星遥感数据大气校正，为气溶胶光学厚度遥感反演和模型建立提供地面实测数据支持。


[1]
王跃思, 辛金元, 李占清, 等. 中国地区大气气溶胶光学厚度与Angstrom参数联网观测(2004-08~2004-12)[J]. 环境科学, 2006, 27(9): 1703-1711.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[2]
张小曳. 中国大气气溶胶及其气候效应的研究[J]. 地球科学进展, 2007, 22(1): 12-16.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[3]
GUO J, DENG M, LEE S S, et al. Delaying precipitation and lightning by air pollution over the Pearl River Delta. Part I: observational analyses[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2016, 121(11): 6472-6488.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[4]
LI Z, GUO J, DING A, et al. Aerosol and boundary-layer interactions and impact on air quality[J]. National Science Review, 2017(4): 810-833.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[5]
CARMICHAEL G R , ADHIKARY B , KULKARNI S , et al. Asian aerosols: current and year 2030 distributions and implications to human health and regional climate change[J]. Environmental Science & Technology, 2009, 43(15): 5811-5817.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[6]
林海峰, 辛金元, 张文煜, 等. 北京市近地层颗粒物浓度与气溶胶光学厚度相关性分析研究[J]. 环境科学, 2013 (03): 12-20.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[7]
郑小波, 罗宇翔, 赵天良, 等. 中国气溶胶分布的地理学和气候学特征[J]. 地理科学, 2012 (3): 265-272.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[8]
谢宗强, 申国珍. 神农架自然遗产的价值及其保护管理[M]. 北京: 科学出版社, 2018.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[9]
谢宗强, 申国珍, 周友兵, 等. 神农架世界自然遗产地的全球突出普遍价值及其保护[J].生物多样性, 2017, 25(5): 490-497.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[10]
张龙, 李保生, 李凯涛, 等. MICROTOPS Ⅱ型太阳光度计对比定标分析[J]. 遥感信息, 2013, 28(5): 32-36

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[11]
WANG Y, YUAN Q, LI T, et al. Evaluation and comparison of MODIS Collection 6.1 aerosol optical depth against AERONET over regions in China with multifarious underlying surfaces[J]. Atmospheric Environment, 2019, 200: 280-301.

+?CSCD?·?Baidu Scholar

[12]
王晓玲, 吕睿, 王艳杰, 等. 基于MODIS C6产品研究湖北省气溶胶光学特性的时空分布[J]. 生态环境学报, 2018, 27(6): 1099-1106.

+?CSCD?·?Baidu Scholar


数据引用格式
兰天元, 徐文婷, 申国珍, 等. 2013–2018神农架南坡气溶胶光学厚度数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2019. (2019-08-29). DOI: 10.11922/sciencedb.863.

稿件与作者信息

论文引用格式
兰天元, 徐文婷, 申国珍, 等. 2013–2018神农架南坡气溶胶光学厚度数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2020, 5(2). (2020-01-09). DOI: 10.11922/csdata.2019.0046.zh.
兰天元Lan Tianyuan

主要承担工作：数据质量控制、数据分析与论文撰写。
（1996—），男，北京人，博士研究生，研究方向为生态学。

徐文婷Xu Wenting

主要承担工作：仪器校准与数据质量控制。
（1973—），女，河南人，博士，高级工程师，研究方向为生态遥感。

申国珍Shen Guozhen

主要承担工作：场地布设与数据质量控制。
（1973—），男，内蒙人，博士，副研究员，研究方向为林学。

赵常明Zhao Changming

主要承担工作：数据质量控制与数据分析。
（1973—），男，四川人，博士，高级工程师，研究方向为植物生态学。

葛结林Ge Jielin

主要承担工作：数据测量与质量控制。
（1986—），男，安徽人，博士，助理研究员，研究方向为森林生态学。

熊高明Xiong Gaoming

主要承担工作：数据测量与质量控制。
（1969—），男，江西人，博士，助理研究员，研究方向为保护生态学。

谢宗强Xie Zongqiang

主要承担工作：项目组织、数据库建设与管理。
xie@ibcas.ac.cn
（1965—），男，内蒙人，博士，研究员，研究方向为生态学。


相关话题/数据 光学 大气 遥感 气溶胶
  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效，10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材，产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频，无论您是考研复习、考证刷题，还是考前冲刺等，不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    考试优惠券 本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 时间频率专业数据集
    摘要&关键词摘要：标准时间频率系统是国家重要的战略基础设施，在国民经济和国家安全方面起着基础保障作用。时间频率数据资源是国家重要信息资源之一，推动着时间频率中守时、授时和时间频率应用的发展。在大数据融合的背景下，时间频率专业数据集在中国科学院科学大数据工程项目支持下应运而生。本数据集通过依托中国科学 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 2005–2015年北京东灵山暖温带落叶阔叶林凋落物回收量季节动态数据集
    摘要&关键词摘要：暖温带落叶阔叶林是暖温带地区最典型的植被类型之一，东灵山地区该类型天然次生林恢复演替良好。凋落物作为土壤有机质的主要来源以及影响地表环境的重要因子，在维持森林生态系统物质循环及其稳定性中起着重要作用。按照中国生态系统研究网络（ChineseEcosystemResearchNetw ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 实验室化学品纯化方法数据集
    摘要&关键词摘要：通过收集书籍手册中的实验室化学品纯化方法数据和相关的理化性质数据，对收集得到的原始数据进行分类汇总和规范化处理，并利用数据采集规范和数据抽查回溯手段控制数据质量，通过软件算法保证数据集中关键数据项的正确性，最终建成实验室化学品纯化方法数据集。本数据集收录了实验室化学品的纯化方法数据 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 商品化合物数据库
    摘要&关键词摘要：现有化学物质名录中收录的化合物安全、环境和健康风险已知，可以直接进入实验室和进一步的工业实验，降低项目研究时间和经济成本。目前，名录中只含有CAS（登录）号等基本信息，无法满足功能化合物筛选的需求，我们根据中国、美国和欧盟的现有化学物质名录，进行数据挖掘、计算和二次加工，建立了商品 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 鲁西九龙山剖面寒武系苗岭统–芙蓉统之交碳酸盐岩显微图像数据集
    摘要&关键词摘要：寒武纪时期华北地台处于典型的陆表海环境，苗岭统–芙蓉统之交华北地台发育了种类繁多的碳酸盐岩。本数据集主要收集了鲁西九龙山剖面寒武系碳酸盐岩104个岩石薄片的825张显微照片，并采用Embry&Klovan修订过的Dunham分类方案，将所涉及的碳酸盐岩进行了系统的划分和描述。本数据 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 鄂尔多斯盆地中寒武统徐庄组岩石薄片显微图像数据集
    摘要&关键词摘要：寒武纪生命大爆发一直是国际研究的热点，作为全球地质事件及地质演化不可缺少的地区之一，鄂尔多斯盆地寒武系基础地质研究尚待深入，其油气勘探也尚待突破。为了进一步丰富该地区的基础地质数据，本次研究精选鄂尔多斯盆地周缘9条中寒武统徐庄组野外剖面，对192个岩石样品进行系统的采样、制片及鉴定 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 上扬子西北缘震旦系灯影组碳酸盐岩显微图像数据集
    摘要&关键词摘要：本文报道的上扬子西北缘震旦系灯影组为南华纪冰期结束以后在上扬子地区沉积的首套大规模碳酸盐岩地层。其不仅记录了震旦纪对全球气候回暖的响应，而且还记录了早寒武世骨骼动物大爆发前夕的海洋微生物的演化与碳酸盐岩生长的信息，同时这些微生物生长形成的丘滩体白云岩正成为目前四川盆地深层古老碳酸盐 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 中扬子区中生代含变质岩屑砂岩的显微图像数据集
    摘要&关键词摘要：本文收集和归纳了中扬子北缘三叠系至侏罗系砂岩的显微图像数据。样品主要为中粗粒砂岩。我们系统鉴定和部分统计了86件岩石样品的碎屑组分，识别出岩屑石英砂岩、石英岩屑砂岩和长石石英砂岩等8种不同类型的砂岩，拍摄了287张岩石显微图像照片。我们重点描述了含变质岩屑的砂岩显微图像特征，并对变 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据集
    摘要&关键词摘要：渤海湾盆地东临胶辽隆起区，西接太行山隆起区，南北分别被鲁西隆起区和燕山褶皱带所限，总体上呈不规则的菱形，面积约20×104km2，为新生代裂谷盆地叠加在前新生代克拉通盆地之上的大型叠合（或残留）盆地，前新生代基底发育大量潜山。鉴于渤海海域潜山基础地质研究程度较低，至今可以公开查阅的 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02
  • 鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世碎屑岩显微图像数据集
    摘要&关键词摘要：薄片显微图像是地质研究工作中不可缺少的基础数据，而大数据正在成为科学发现的新引擎，显微图像数据集则是地质大数据的一种有力的表现形式。基于此，对鄂尔多斯盆地东北缘中侏罗世地层进行样品采集、薄片磨制、镜下鉴定及拍照，整理出该区域的显微图像数据集。包括78个碎屑岩的208张单偏光和正交偏 ...
    中科院计算机网络信息中心 本站小编 Free考研考试 2022-01-02

Free考研考试FreeKaoYan.Com
欢迎来到Free考研考试，"为实现人生的Free而奋斗"

© 2020 FreeKaoYan! . All rights reserved.