地表辐射UVB变化.ppt

地表紫外线UVB辐射的变化 环境UV辐射的测量 常用的测量UV辐射的仪器 宽带光谱计 ：RB紫外辐射计(最常用的宽带仪器) 光谱辐射计 ： 目前，在美国欧洲和澳洲等许多国家已建立了地面紫外辐射观测网络，非洲和东南亚等低纬度国家也开展了相应的观测研究，在国内，已有许多学者也利用地面气象台资料进行过长时间尺度的地表紫外辐射时空变化研究。 测量方法 卫星遥感探测（按其不同观测几何特征可分为） 天底观测模式(Nadier)：传感器接收的信号是卫星正下方经大气散射和反射的太阳辐射，其中反射太阳辐射信息由传感器自身去除，最终得到经大气散射后的太阳辐射信息。如（TOMS）,（OMI）等。 临边观测模式(Limb)；仪器观测视线直接指向大气，接收经大气散射的太阳辐射。 大气辐射传输模型 主要研究的是电磁波在大气介质中的传播输送过程中和大气中各种气体成分对太阳辐射的吸收散射机理。 测量方法 测量结果的影响因素 有研究表明紫外辐射在全球存在明显的季节变化 ，通常在南半球中纬度的夏季常出现高值，并且 由于不同的地表反射率，气溶胶，冰雪等因素使 得不同的仪器获得的数据在某些区域存在一定的 差异，因此使用相同的数据对唱时间尺度上的紫 外辐射变化进行研究得到的结果会更加准确。 一 四 七 十 紫外辐射估算模型 大气辐射传输方程：从紫外辐射进入大气到达地表过程的物理机制出发，分析影响到达地表紫外辐射强度的主要因子，采用一系列精确或近似算法进行求解，机理性较强，但受目前大气物理研究水平的限制，许多资料难以获取，而且对计算机的要求高，在实际研究工作中难度很大。这类模型的精度取决于所输入大气状态参数的准确度。 经验方程：采用紫外辐射观测资料与气象、辐射等常规资料建立的一种近似计算公式，所需资料少，方法简便，但需要长期的紫外辐射观测资料，而且物理意义不明确，较难解释其物理过程和计算结果。 辐射放大因子：大气臭氧层每单位变化，引起的生物有效UV-B辐射变化的百分率，以此来评估由于平流层臭氧浓度降低导致达到地球表面的太阳UV-B辐射增强的潜在影响。 辐射剂量 生物有效辐射 生物有效辐射是光谱辐照度和各个波长上的作用光谱在有生物效应的整个波段上之和，只有随波长降低而迅速增加的作用谱才会伴随臭氧减少而产生适当的辐射放大因子 生物作用光谱的局限性 DNA有效辐射：仅仅是描述积分辐照度对可能引起的后果（如对裸露的DNA的危害）的潜在效力，但并不一定意味着后果（DNA危害）会发生。 有机体敏感性 其他生物及非生物因素 不同植物对UV-B影响具有差异性 种间差异 200多种植物材料,其中20%是对UV-B敏感, 50%是中等程度的敏感和忍耐, 30%是完全不敏感 单子叶植物似乎比双子叶植物受UV-B辐射影响小,如通常观察到的大豆比小麦对UV-B辐射更敏感,这可能由于单子叶植物具有部分垂直叶向排列。 Ba siouny等(1978)指出C3 植物比C4 植物更敏感,这主要是根据株高及总生物量积累而言的。 植物形态的改变对于群落中植物间竞争性平衡是极其重要的，植物对UV-B辐射响应的种间差异是否与物种起源和进化过程中的环境UV-B辐射强度有关仍不清楚,但该方面的研究对于阐明物种起源和进化将是有帮助的。 种内差异 目前通常以生长、生物量、产量及部分生理反应为指标,计算植物的响应指数,将作物品种划分为敏感型、中等敏感型和耐性型(Dai et al.,1994)。 在大豆中,敏感型和耐性型各占20% ,在水稻中敏感型约占三分之一。 植物对UV-B辐射响应的种内差异的原因尚未完全清楚,不过有明显的证据表明,这种差异可能具有遗传基础。 通过基因工程获得抗紫外辐射品种,减轻大气臭氧衰减对农业的有害影响可望成功,但这方面的工作尚少。 李元等（2000）正在研究我国主要小麦和大豆品种对UV-B辐射增强的响应与反馈,筛选敏感种与耐性种,揭示耐性品种的DN A基础,建立判别小麦和大豆品种UV-B辐射耐性的DNA标准,为抗性品种培育提供优良种质资源，这在理论上和实践上都是极其重要的。 不同植物对UV-B影响具有差异性 UV- B对植物的伤害作用与光合有效辐射(PAR)水平有关，在自然光照条件下，UV-B的伤害作用可被抵消或减轻。PAR、UV-A与UV-B之间的光谱平衡，是决定植物对自我UV-B敏感性的重要影响因素。 土壤氮含量 环境CO2浓度 CO2和 UV-B 对植物生长的影响效果是相反的，而二者共同作用的效果目前没有取得一致结论，二者的相互作用包括增强、抵消或者没有显著影响。 Xiu et al.（1997）研究发现高强度 UV-B 辐射下高浓度 CO2导致植物受到更大的伤害。 Zhao et al.（2003）认为 CO2不能减轻 UV-B 对