本科生毕业论文(设计)-学生用表1-开题报告.doc

广东海洋大学本科生毕业论文（设计）开题报告（学生用表）（使用届别： 2012 届）毕业论文（设计）题目澳门特别行政区太阳紫外线辐射指数特征分析学号200811141103姓名陈锐学院海洋与气象学院专业大气科学指导教师范伶俐所在单位、部门海洋与气象学院职称副教授研究的目的和意义: 紫外线是指来自太阳辐射的一部分，是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总称，不能引起人们的视觉。1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。太陽放出不同波段的輻射，其中一些波長的輻射是人眼可以見到的，即可见光，波長大部份分佈在400 730納米之間。在可見光的波長以外，另有人眼看不到的紫外線和紅外線，波长在730納米以上之波長為紅外線，在400 納米以下波長為紫外線，紫外線又分為UV-A(315 400)，UV-B(280 315)及UV-C(100 280)，以上所有光線中以紫外線的UV-B(280 315)對皮膚的傷害最大。紫外线指数是量度在地球表面太阳紫外线影响人类皮肤的程度。紫外线对人类皮肤的损害是根据红斑作用光谱曲线。这光谱曲线已被“国际光照委员会”采纳來代表人类皮肤对太阳紫外线的平均反应。近年来，随着人类生活质量的提升，开始越来越重视紫外线防护，追求更高质量的生活。紫外线的特点有：1、 优点：A、消毒杀菌；B、促进骨骼发育；C、对血色有益；D、偶尔可以治疗某些皮肤病;E紫外线照射直接影响人体维生素D的合成，不照紫外线就没有足量的维生素D 2、缺点：A、使皮肤老化产生皱纹；B、产生斑点；C、造成皮肤炎；D、造成皮肤癌，E，造成皮肤粗糙 因此可以说紫外线对人类的日常生活息息相关，适当的紫外线辐射对人体来说是必须的，因为适当的照射量前提下，可促进维生素A、D的合成，利于人体对钙质的吸收，在日照不足的国家，骨科病多，婴儿不进行日光浴也长不壮实。而且可以利用紫外线的特点造福人类，例如现在广泛应用的紫外线灭菌法，光化学应用，仪器分析等领域。但是过多的紫外线辐射会使人体的免疫功能下降，可对人体皮肤造成晒伤，长期可诱发癌变，而且还可能造成视网膜灼伤、脱落等。虽然紫外线在一年四季都存在，冬季太阳光显得比较温和且北方多雾，但紫外线仅仅比夏天弱约20%，仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成很大危害，所以冬季仍需避免紫外线照射。长期紫外线照射最易造成皮肤产生各种色斑。所以，即使是在寒冷的冬天，户外活动时也应涂抹隔离霜或防晒霜。近年来,由于温室气体排放量的增加,平流层臭氧遭到不断破坏,人类受紫外线辐射的影响越来越大,臭氧空洞的面积也在波动中有扩大的趋势。紫外线强度和人类生存环境变化问题广泛地引起各国科学家和相关学者的关注和重视，因此研究太阳紫外线辐射特征是势在必行的事情。国内外研究（设计）发展状况、发展水平与存在问题： 随着人们生活水平的提高和自我保护意识的增强，世界各国逐渐开展起对紫外线辐射强度的观测和预报，美国国家天气局的紫外线预报采用测定臭氧量值，由辐射传输模式计算方案，即利用卫星观测的臭氧量日际变化与高层气象因子的关系，做臭氧量的外推预报；将臭氧量引入辐射传输方程，得到到达地面的紫外线强度；将由辐射传输模式输出的按光谱频谱变化的紫外线光谱辐射率，按活动光谱加权，得到晴空条件下红斑病发病的紫外线辐射率。将中午时段的紫外线辐射率积分，得到晴空引发红斑病的紫外线强度，再进行高度订正和云量订正，并转化为向公众发布的紫外线指数。我国这方面的研究很少，中国科学院大气物理研究所开展过关于北京地区紫外线的观测研究，紫外线预报在1998年以前还是空白。目前在全球范围内实际监测的点还很少。 我国在紫外线辐射的观测与研究方面起步较晚，观测站点也较少，1992年我国最先在长春和北京开始紫外线辐射光谱的观测，为研究中国地区的紫外线光谱气候学打下基础。自1998年以来,由于城市环境气象领域的拓宽，广州、北京、天津、重庆、东北地区等多个城市相继开展了紫外线辐射的观测和预报研究。中国气象局在2001年以发文形式对紫外线的级别、指数、强度及其发布用语进行规范1。以2001年李青春等发表的北京地区紫外线观测与预报系统1为例，早期的研究方法主要是根据紫外线强度资料分别做日强度变化分析，季度紫外线强度分析和年紫外线强度变化的分析，还会考虑云量对紫外线强度的影响，最后建立预报方程的研究方式。得出的结论主要是紫外线日平均午间2点左右最大，集中在夏、秋两季，年度变化没有明显变化，紫外线强度与云量成反比，与相对湿度成反比等结论。 由于数值预报产品的准确性和统计方法的局限性，目前的紫外线预报效果并不理想。随着大众对紫外线防护意识的不断提高，以及技术上的不断进步，观察站点的不断扩大，我国对紫外线的研究也有了进一步发展，逐步考虑其他因素对紫外线辐射预报的影响。山义昌等4人2007年发表的山东潍坊紫外线辐射特征及影响因素2，就根据研究地区的地理特点，考虑了各种因子对紫外线的影响，使用统计分析的方法，对各因子对紫外线辐射指数的影响作出了分析。结果表明:气溶胶的影响情况，紫外线辐射强度随气溶胶含量的变化而变化。一般情况,大气气溶胶可使紫外线辐射衰减达10% 20%。还有地表面的反射率对紫外线反射率的影响，对紫外线来说,地表面的反射率约有1%2%3。但对于不同性质的地表面,反射率截然不同,甚至相差几倍。例如陆面和水面,裸露地面与绿茵地面。当地面有积雪时,紫外线反射率更大。还有一般情况,大气气溶胶可使紫外线辐射衰减达10% 20%。光学厚度为5高云平均衰减地面紫外线35%，光学厚度为10中云为50%，光学厚度为80的低云族为90%，紫外线强度与能见度呈正相关等其他因子对紫外线辐射强度的影响的结论。2008年陈炳洪等发表的广州市紫外线辐射资料分析与预报模型的建立3，使用日本数值预报产品共有 12 个要素，包括海平面气压、850 hPa 温度、地面温度、850 hPa 露点温度差、地面露点温度差、500hPa 风场、850 hPa 风场、925 hPa 风场和 500 hPa 位势高度场。网格水平空间分辨率为 1.25 1.25 。选取最接近广州市的网格点上的 12 个要素的分析场作为预报因子 xi，2004 和 2005 年的紫外线指数作为预报量 y，也就是数值预报产品释用中的 PP 法，用多元回归方法建立回归方程，并且分别考虑汛期与非汛期的情况，但因为样本不足，预报结果没有很好的代表性。2009年丛菁等发表的大连市紫外线辐射强度分析和预报方法研究4，就得到太阳高度角、日照总时数、能见度、平均为低云量平均值、总云量平均值、气温最高值、总云量、相对湿度与紫外线辐射指数有明显相关性，并且建立预报方程预报日紫外线辐射平均指数，检验结果较好。但此方法未能考虑到日最高紫外线辐射这一重要因子。2009年田宏伟等发表的河南省紫外线辐射分布规律及影响因素研究5，就得出河南省紫外线辐射的影响因素主要有云量和云状、能见度、相对湿度，这也是大多数文献得出的结论，根据这几个因子作出的回归方程一般效果较好。2010 年武辉芹发表的石家庄市紫外线与气象因子的相关分析及等级预报方程的建立6，通过对 2005 年 1 月至 2007 年 12 月石家庄市 3 a 来紫外线实况资料和地面常规观测资料的分析，通过相关性 F 检验筛选出能见度、相对湿度、总云量、低云量、气温、风速 6 个气象因子与紫外线辐射指数有密切关系。通过多元线性分析建立各个月的预报方程，预报结果的准确性与次日各种气象因子预报的准确性。2011年张慧岚等发表的乌鲁木齐市紫外线辐射强度指数特征分析7，就分析了降水与日最高温度与自外向辐射强度的关系，通过统计分析，得出乌鲁木齐地区白天降水与紫外线辐射没有明显的相关性，而与日最高温度有很好的相关性。说明温度的预报对紫外线的预报有很好的指示性。根据前人的研究结果，很多都是因为缺少紫外线观测资料或者资料太少，很难得出预报效果很好的预报方程，所以紫外线指数的预报至今为止仍然没有找到可靠的预报方法，因为影响紫外线强度的因子太多，而且还与太阳活动状况、空间气象等有关，是一个多学科结合才能解决的问题。但是在某些结论上都有比较一致的观点，例如紫外线辐射强度与云量多少的关系、紫外线强度与能见度大小的关系等。随着观察技术的不断提高，设备的不断完善，计算机水平的提升，未来将会考虑更多与紫外线辐射强度相关的因子，得出更加完善的预报方法。研究（设计）主要内容、预期目标及拟解决的关键问题： 分析澳门特别行政区的紫外线年际变化、月变化、日变化特征，研究对澳门紫外线辐射影响显著的气象因子以及大气污染物，并且最终得出澳门地区紫外线辐射预报方法。研究（设计）方案与技术路线本文利用澳门地区2002年1月至2011年12月紫外线辐射观测资料，紫外线资料包括日平均资料，日最大值资料，每日时次资料三个较为详细且样本较大的观测数据，做统计分析，总结出澳门地区的紫外线变化规律以及相关的影响因子，并通过多元线性回归分析的方法分析了对紫外线影响相关的因子，做出预报方程，以提高对澳门地区紫外线辐射特征的认识，并为澳门地区紫外线指数的预报做出一定的参考指示作用，为后期的预报方法奠定基础。研究（设计）方法1、用线性倾向估计方法确定紫外线辐射特征的年纪变化趋势。 线性回归方程模式： 用表示所对应的时间，建立与之间的一元线性回归方程： 2、用相关分析法确定紫外线辐射指数变化的主要影响因子，并利用多元回归方程建立日最高紫外线和日最高温度、降水量、日照时数、日12时能见度的定量关系。多元线性回归方程模式：用y表示样本量与多个气候变量x1，x2，x3，的关系是线性的，则其线性回归表达式为 其中回归系数应是使全部的预报量观测值与回归估计值的差值平方和达到最小。参考文献1李青春,陆晨,阮毓文.北京地区紫外线观测与预报系统J.气象科技,2001(4)：47-51.2山义昌,张秀珍,徐文正,高晓梅.山东潍坊紫外线辐射特征及影响因素J.灾害学,2007(9):130-133.3陈炳洪,熊亚丽,肖伟军,周亚军,谢建标,吴小芳.广州市紫外线辐射资料分析与预报模型的建立J.热 带 气 象 学 报,2008(8):374-378.4丛菁,孙立娟,蔡冬梅.大连市紫外线辐射强度分析和预报方法研究J.气象与环境学报,2009(6):48-52.5田宏伟,师丽魁,邓伟,陈海波,杜子璇,申占营.河南省紫外线辐射分布规律及影响因素研究J.气象与环境科学,2009(11):25-28.6范伶俐,张羽,周怀博.湛江市地面太阳紫外线辐射观测及分析J.广东气象，2009(6):40-427武辉芹.石家庄市紫外线与气象因子的相关分析及等级预报方程的建立J.干旱气象,2010(12):484-488.8张慧岚,贾丽红,杨霞,路光辉.乌鲁木齐市紫外线辐射强度指数特征分析J.沙漠与绿洲气象,2011(8):31-34.9许蓬蓬,马志红,师丽.郑州地区紫外线辐射强度变化规律分析J.河南气象,2005(4):18-19.10毛则剑,张立峰.杭州市紫外线辐射强度分析和预报方法研究J.浙江气象, 2007, 28(3): 22-26.11黄嘉佑.气象统计分析与预报方法M.北京气象出版社,2004: 28-8612 邓雪娇，吴兑，游积平. 广州市地面太阳紫外线辐射观测和初步分析J. 热带气象学报，2003，9(19): 118-125.13陈炳洪，熊亚丽，肖伟军，周亚军，谢建标，吴小芳.广州市紫外线辐射资料分析与预报模型的建立J.热带气象学报，2008(8):374-378.14Long C S,Miller A J, Lee HT, et a.l Ultraviolet index forecasts issued by the National Weather Service J.Bulletin of the American Meteorological Society,1996,77(4):729-74815Bai JH,Wang G C,Hu F. Ultraviolet radiation in over cast sky at the surfaceJ. Advances in Atmospheric Sciences, 2003, 20(6): 1007-1009.工作计划进程表时 间工 作 内 容2011.11.162012.1.3-1.172012.1.18-1.232012.2.16-2.192012.2.20-2.212012.3.1-3.202012.4.2-4.9确定论文题目下载并查阅文献资料，大致