东亚地区人为气溶胶直接辐射强迫及其气候效应的数值模拟
东亚地区硫酸盐气溶胶间接辐射和气候效应的数值模拟研究

大
气
科
学
Vo . 5 No 3 13 .
M ay 2 1 O1
Chn s o r a f mo p e i S in e ie e J u n lo At s h rc ce c s
吴蓬萍 , 韩志伟.2 1 . 0 东亚地区硫酸盐气溶胶间接辐射和气候效应的数值模拟研究 _] 大气科学 , 5( ) 5 7 5 9 WuP n p g Ha 1 J. 3 3 : 4 — 5. eg i , n n Z i e 2 1.A m d l gs d d e d t e n i aie et o s l t o e E s As [] C i s un l f t op e c c n e h i 0 o e n u y fn i c r i i d l t f s f uf e vr a t i J . h ee o ra o A m sh r i cs w . 1 i t o i r ta a v a cm c fc a a n J iS e
摘
要
本文利用发展 的 RI MS对硫酸盐气溶胶第 一间接辐射强迫及其气候效 应进行了研究 。同卫 星观测和 其 E
它模式模 拟结果对 比表 明,R E I MS能 比较好地模 拟云和辐射过 程 。东亚 地区硫酸 盐气溶胶 的第一 间接 辐射强 迫 为 负并 有明显的季节变化 ,各季 节分别为 : 冬季 一0 8 m . 8W/ ,春季 一2 2 n2 . 7w/ 1,夏季 一2 4 m . 1w/ ,秋季 一 14 m2 . 7w/ ,年平均为 一17 n2 .5 w/ 1。云滴 有效半径空 间分布 与 MO I D S有一 致性 , 都表现 出海洋 (- 1 m)大 6 5 于 陆地 (  ̄1 m) 从 中国东南地区 向西北地 区递减 的趋 势 , 4 0 , 但模 拟结果总体上小于 MOD S反演结果 。硫 酸盐 I 气溶胶 的间接辐 射效应总体上使地表温度 降低 , 夏季 和秋 季平均 降温 幅度在 重庆市及 周边 地 区最 大可 达 1 5C。 . ̄ 水汽在冬春 季由于地表温度降低主要表现为减少 , 夏秋季 由于水汽输送变得复杂 ,其变化 也表现得 复杂 ,既有增 加也有减少 。降水 的变化与 水 汽 变化 相 似 ,冬 春 季 中 国东 部 大部 分 地 区 降水 减 少 ( ~ 6 0 0 mm) ,冬 季 为 0 ~ 3 0mm,而夏季和秋季降水变化 比较复 杂 , 夏季在 四川 盆地 、 江 中下游 地 区和 长江 以南 大部 分地 区,降水 是增 长 加 的 ( -10mm) 而东北大部 、华北部分地 区的降水是 减少 的 (  ̄9 0 5 , 0 0mm) 。硫酸盐 间接气候 效应 的分 区平均 显示 ,除了夏季东北地 区是增温 (. ℃) 其 他分 区平均都是降温 ,最大 降温 出现 在秋季华 中地 区,可达 0 5 o2 , . ℃。 各 区域冬季 降水 变化 最 小 ( . ~0 c ,夏 季 降 水 变 化最 大 ,其 中 东北 地 区 区域 平均 累积 降 水 减少 可 达 一0 1 m)
大气气溶胶对天气与气候的影响

The Impacts of Atmospheric Aerosols on Weather and ClimateLAI Xin 1,YANG Fu-mo 2,3,4,HE Ke-bin 5(1.Shenzhen National Climate Observatory,Shenzhen 518040,China;2.Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology,Chinese Academy of Sciences,Chongqing 400714,China;3.Research Center for Environmental Monitoring and Hazard Prevention of Three Gorges Reservoir,Chongqing 408100,China;4.Center for Excellence in Urban Atmospheric Environment,Institute of Urban Environment,Chinese Academy of Sciences,Xiamen 361021,China;5.School of Environment,Tsinghua University,Beijing 100084,China )Abstract :Atmospheric aerosols have important impacts on weather and climate.Aerosols affect precipitation by changing cloud radiation,cloud cover and life cycle.They change the eco-environment through dry and wet deposition.In addition,aerosols have significant effects on the global climate through scattering and absorbing the solar radiation.Their total radiative forcing is negative,that could offset much of warming caused by greenhouse gases.However,there are some absorption components like black carbon,whose radiative forcing is positive and contributes to global warming.Key Words :atmospheric aerosols;climate;radiative forcing1引言早在一个世纪之前,科学家预言大气化学成分的改变,尤其是人类活动排放的二氧化碳(CO 2)浓度的增加会改变地球的热平衡而导致大气变暖。
气候变化对东亚沙尘气溶胶影响的数值模拟

方 面北方 和极 地地 区更 强 的增温 ,将 减弱气 温 的
估 计 每年 向大 气 释 放 总量 达 10 g~3 0 g 约 0 0T 0 0T , 占对 流层气 溶 胶 的一 半 … 。 于 中 国北 方和 蒙古 国 源
的东 亚 沙尘 气 溶胶 , 每年 向大气 注入 8 0T ] 0 g 2。相 l
能 得到 更加 合理 的结果 。
本 文通 过使用 一个 耦合 了沙 尘模块 的区域气 候
模 式 ( e M 3一 d s 【. 引, 行 了 这 方 面 的 研 Rg C ut 9 ) H 进 究工作。 1 模 式 简 介 和 试 验 设 计
研 究 集 中 在 强起 沙 事 件 引起 的强 沙 尘 天 气 一沙 尘
时这 些地 区 降水 的变 化 、积雪 的更 早融 化 以及 沙 尘 气 溶胶 辐射 强迫 的 自身 反馈作 用 等 ,都 有 可能 引起 沙 尘事 件发 生频率 、强度和 高发 期 的改变 。这些 因
和形 成 沙尘 天气 的天气 系统 , 有利 的气象 条件 下 , 在 源 区 的高海拔 特 性 ,使 得 沙尘气 溶胶 更容 易被输 送
暴上 , 包括 沙尘 暴时 空分 布 、 因与结 构等 方 面的研 成
究 。 0世 纪 7 2 0年代 以后 , 利用 空 间遥感技 术 和地 面 观 测 网 ,对 沙 尘气溶 胶 和沙尘暴 进行 综合 监测 的研 究 开 始兴 起 I。随后 , 沙 尘气 溶 胶 引起 的地气 辐 6 ] 对 射 平衡 扰 动而 导致 的气 候效 应研 究也 逐 步展 开 , 利 用数 值模 式进 行沙 尘气 溶胶 模拟 研究更 是 近年 的
沙 尘气 溶 胶 数 值 模 拟 试 验 。结 果表 明 , 式 对 中 国地 区地 面 气 温 、 模 降水 和 东 亚 沙 尘气 溶 胶 空 间 分 布 模 拟 较 好 。未 来 东 亚 沙 尘 气 溶 胶 年平 均起 沙通 量 增 加 2% , 中 1 其 2月 一3月 由于 地 表 积雪 量 的减 少 而 增 加 , 4月 一1 月 由于 1 风 速 的减 1 0I n 小 而 减 少 , 同强 度 的 强 起 沙 事件 同样 1 不 2月 一3 增 加 , 月 4月 一1 月 减少 。年 平 均 沙 尘 气 溶 胶柱 含 量 增 加 1 1 4%, 中 3 其
中文关键词

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第二个:该文研究得到的成果名称或若干个成果的总类别名称,本文应为“气候效应”
第三至第八个:所用重要方法,如“聚类分析”“小波分析”......、综述类文章应为“综述”。
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大气气溶胶研究的前沿问题

1990年代以来,由于气溶胶的气候效应 问题,气溶胶再次成为国际学术界的研究热 点之一,大气气溶胶是当今大气化学研究中 前沿的领域。国际大气化学研究计划(IGAC) 科学指导委员会于1994年将国际全球大气化 学研究计划和国际气溶胶计划 (ICAP) 合并 重组,大气气溶胶研究被列为三大研究方向 之一。大气气溶胶的研究内容,发展到包括 物理和化学的性状、来源和形成、时空分布、 对气候变化和环境质量的影响以及对大气化 学过程的影响等多方面、多层次的综合研究, 也涉及到大气科学的各个领域,具有很强的 综合性。
3 沙尘气溶胶研究 沙尘气溶胶又称为矿物气溶胶,是对流层气溶胶的主 要成分。据估计全球每年进入大气的沙尘气溶胶达10~20亿 吨,约占对流层气溶胶总量的一半。全球沙尘气溶胶主要来 自撒哈拉沙漠地区、美国西南部沙漠区和亚洲地区。亚洲沙 尘源区的地理位置及其形成沙尘暴的天气系统与其它沙尘源 区不同,同时,亚洲源区位于高原,起沙后更容易被输送到 很远的地区。 1998年4月15~20日在我国发生的沙尘暴灾害,影响面 覆盖了几乎我国东部所有地区,给人民的日常生活和工矿企 业、商业造成了极大破坏。在以后的几天时间,大量浮尘通 过大气上层的气流,先向东北越过阿留申半岛和阿拉斯加, 后向南进入到太平洋彼岸的美国加利福尼亚和洛基山脉的北 部尘在空中所形成的“沙云”使号称“阳光之州”的加利福 尼亚州从4月25日到28日见不到阳光。2000年春季中国发生 了十多次沙尘天气,其频率之高、范围之广、强度之大,为 十多年来所少见,引起社会各界的广泛关注。
尽管气溶胶只是地球大气成分中含量很少的 组分,但由于其在许多大气过程中的重要作用而 日益受到重视。随着环境污染问题的发展,已认 识到大气气溶胶自身的污染特性与其物理化学性 质以及在大气中的非均相化学反应有着密切的关 系。气溶胶还与其他环境问题如臭氧层的破坏、 酸雨的形成、烟雾事件的发生等密切相关。此外, 气溶胶对人体和其它生物的健康也有其特有的生 理作用 .
东亚沙尘循环及其气候效应的数值模拟研究的开题报告

东亚沙尘循环及其气候效应的数值模拟研究的开题报告初步题目:东亚沙尘循环及其气候效应的数值模拟研究论文概述:沙尘暴作为一种严重的环境和气候问题,影响着全球的健康、生态和经济发展。
而东亚气候条件下的沙尘暴活动是世界上最为频繁和剧烈的之一,其中沙尘源区主要是我国的内陆干旱区和蒙古国的戈壁滩,其沙尘物质通过东亚季风气流传输至邻近国家和全球各地。
沙尘暴的产生和传输受到多种因素的影响,而气候因素则是其中最为重要的一个因素。
因此,通过数值模拟研究东亚沙尘循环及其气候效应,对于深入探究沙尘暴形成机制、预测环境变化和提高区域气候预测水平具有重要的科学和实践意义。
论文目标:1. 综述东亚沙尘循环及其气候效应研究的国内外现状;2. 分析东亚沙尘暴的时空分布特征和主要成因;3. 基于过去几十年气象观测数据,再现东亚沙尘暴的强度、频率和年际变化的历史演变;4. 利用数值模拟方法,模拟东亚沙尘暴的形成、传输和沉降规律,探究其气候因素驱动与调控机制;5. 分析东亚沙尘暴的环境和气候效应,探讨其对区域生态、经济、健康等方面的影响。
论文内容:1. 绪论1.1 研究背景和意义1.2 研究现状和进展1.3 研究内容和方法1.4 论文结构2. 东亚沙尘暴的形成和传输机制2.1 沙尘暴的定义和分类2.2 东亚沙尘源区及其形成机制2.3 东亚季风环流及其沙尘传输特征2.4 其他影响沙尘暴形成和传输的因素3. 东亚沙尘暴历史演变与气候因素的关系3.1 东亚沙尘暴的时空变化特征3.2 气象观测数据的收集和处理3.3 使用现代气候学方法,再现东亚沙尘暴的历史演变3.4 分析东亚沙尘暴变化与环流和气候因素的关系4. 东亚沙尘暴的数值模拟研究4.1 模型简介4.2 模型构建和参数调整4.3 模拟实验设计和结果分析4.4 模拟实验结果的验证和评估5. 东亚沙尘暴的环境和气候效应分析5.1 沙尘暴的环境和气候效应概述5.2 沙尘暴对大气、陆地和海洋环境的影响5.3 沙尘暴对生态、经济和健康的影响5.4 沙尘暴对区域气候模拟和预测的影响6. 结论与展望6.1 论文主要结论6.2 研究成果的意义和应用前景6.3 研究不足和未来发展方向预计创新点:1. 对东亚沙尘暴的历史演变进行了系统性分析和再现,为研究其形成机制提供了重要的资料基础;2. 利用数值模拟方法,从气候因素角度探究东亚沙尘暴的形成和传输规律,在揭示其驱动因素的基础上,对区域气候预测和管理等方面具有一定参考意义;3. 结合现代气候学方法,对东亚沙尘暴的环境和气候效应进行了全面分析,揭示了其对区域生态、经济和健康等方面的影响和反馈机制。
大气气溶胶的辐射与气候效应

大气气溶胶的辐射与气候效应大气气溶胶是悬浮在空气中的微小颗粒,它们对地球的辐射平衡和气候变化具有重要影响。
近年来,大气气溶胶的辐射与气候效应成为地球科学、环境科学和气象学等领域的研究热点。
本文将详细介绍大气气溶胶的辐射机制和气候效应,以及相关的观测和实验方法。
大气气溶胶的辐射机制主要涉及吸收和反射太阳辐射,以及大气辐射传输过程。
气溶胶粒子的大小、形状、成分和分布等因素决定了其辐射特性。
粒子的吸收和反射特性与波长密切相关,不同波长的光在通过气溶胶粒子时被吸收或反射的程度不同。
大气气溶胶对气候的影响可分为直接和间接作用。
直接作用指的是气溶胶粒子对地球表面的直接加热,而间接作用则涉及气溶胶对云和大气中水蒸气的影响。
大气气溶胶可直接吸收和反射太阳辐射,从而影响地球表面的温度。
气溶胶粒子对太阳辐射的吸收和反射程度取决于其大小、形状、成分和分布。
气溶胶粒子的大小和形状决定了其光学特性,而其成分和分布则影响其吸收和反射能力。
大气气溶胶可通过间接作用影响气候,其中最显著的是对云的影响。
气溶胶粒子可作为云凝结核,促进云的形成和增长。
气溶胶粒子还可改变云的微物理特性,如云滴的大小、分布和光学厚度,进而影响云的生命周期和辐射特性。
观测和实验是研究大气气溶胶辐射与气候效应的重要手段。
本文将介绍常用的观测和实验方法和技术,包括卫星观测、地面监测、数值实验等。
卫星观测是一种常用的研究大气气溶胶辐射与气候效应的方法。
通过卫星图像,可以获取全球范围内气溶胶粒子的大小、形状、分布和光学特性的信息。
卫星还可用于监测全球气候变化,为研究大气气溶胶的辐射与气候效应提供宝贵数据。
地面监测站点可以提供大气气溶胶和气候数据的长期序列,有助于分析大气气溶胶的辐射与气候效应。
地面监测站通常位于各种环境条件下,可提供不同地区的气溶胶和气候数据,为研究气溶胶的区域差异和气候变化提供了有价值的信息。
数值实验是通过计算机模型模拟大气气溶胶的辐射与气候效应的过程。
不同季节人为氯排放对二次气溶胶影响的数值模拟

不同季节人为氯排放对二次气溶胶影响的数值模拟刘一鸣;周慧娴;李思婷;沈傲;樊琦【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2022(42)9【摘要】利用WRF-CMAQ模式对比有无人为氯排放的模拟试验,定量分析了不同季节人为氯排放对二次无机气溶胶和二次有机气溶胶的影响.结果表明,人为氯排放对硫酸盐的影响较小,而硝酸盐对人为氯排放较为敏感,Cl^(-)颗粒物与HNO_(3)、N_(2)O_(5)、NO_(3)和NO_(2)均可发生反应生成硝酸盐,同时NH3也会转化为铵盐.人为氯排放使冬、春、夏、秋季硝酸盐月均浓度分别最高增加9.8μg/m^(3)(34.3%)、1.5μg/m^(3)(11.4%)、1.3μg/m^(3)(9.1%)和2.6μg/m^(3)(10.3%),铵盐月均浓度分别最高增加3.0μg/m^(3)(30.7%)、0.6μg/m^(3)(10.3%)、0.5μg/m^(3)(6.5%)和1.1μg/m^(3)(8.0%),冬季影响最大,夏季影响最小.人为氯排放增强了Cl原子和OH自由基对VOCs的降解作用,不同种类的SOA浓度略有上升,人为氯排放对SOA浓度影响最大约为6%.二次无机气溶胶和二次有机气溶胶的增加导致了颗粒物总量的增加,人为氯排放使冬、春、夏、秋季PM10月均浓度分别最高增加14.0μg/m^(3)(18.3%)、2.5μg/m^(3)(3.0%)、1.9μg/m^(3)(2.8%)和4.5μg/m^(3)(4.3%),PM_(2.5)月均浓度分别最高增加15.0μg/m^(3)(24.4%)、2.1μg/m^(3)(3.5%)、1.2μg/m^(3)(3.2%)和3.9μg/m^(3)(4.4%).人为氯排放的季节性影响从大到小分别为冬、秋、春、夏季,内陆的影响比沿海大.【总页数】14页(P4059-4072)【作者】刘一鸣;周慧娴;李思婷;沈傲;樊琦【作者单位】中山大学大气科学学院;南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海);环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站【正文语种】中文【中图分类】X513【相关文献】1.近22a人为气溶胶对东亚地区夏季风环流影响的数值模拟研究2.全球和亚洲人为气溶胶影响东亚气候的数值模拟研究3.中国东部地区人为气溶胶影响东亚夏季风爆发和推进过程的数值模拟4.不同水汽条件下气溶胶对雷暴云电过程影响的数值模拟研究5.不同人为源排放对珠江三角洲地区O3生成贡献的数值模拟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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第32卷第5期气象科学Vol.32,No.5 2012年10月Journal of the Meteorological Sciences Oct.,2012王莹,沈新勇,王勇,等.东亚地区人为气溶胶直接辐射强迫及其气候效应的数值模拟.气象科学,2012,32(5):515-525.WANG Ying,SHEN Xinyong,WANG Yong,et al.Simulation of direct radiation forcing of anthropogenic aerosols and its climate effects over eastern Asia.Journal of the Meteorological Sciences,2012,32(5):515-525.东亚地区人为气溶胶直接辐射强迫及其气候效应的数值模拟王莹1沈新勇1王勇1吉振明2周伟灿1,3(1南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京210044;2中国科学院青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程实验室,北京100085;3无锡环境科学与工程研究中心无锡城市职业技术学院,江苏无锡214063)摘要利用耦合化学过程的区域气候模式RegCM3,模拟研究3种主要人为排放气溶胶(硫酸盐、黑碳、有机碳)对东亚区域气候的影响。
计算分析近20a来3种气溶胶的时空分布、综合辐射强迫作用及其对地面气温和降水的影响。
模拟结果表明:3种气溶胶冬夏季分布有所不同,冬季气溶胶大值区主要分布在南方地区,而夏季大值区北移;气溶胶短波辐射强迫在大气层顶和地面均为负值;气溶胶的加入对东亚地区地表气温有明显影响,冬季降温中心位于四川盆地,夏季降温大值区位于华北地区。
气溶胶直接气候效应使得冬季东亚大部分地区降水减少,夏季东亚地区降水与中国南方地区夏季气溶胶浓度有较好的相关关系,中国东部雨带有南移趋势。
关键词气溶胶;RegCM3模式;直接气候效应分类号:P422doi:10.3969/2012jms.0063文献标识码:ASimulation of direct radiation forcing of anthropogenic aerosolsand its climate effects over eastern AsiaWANG Ying1SHEN Xinyong1WANG Yong1JI Zhenming2ZHOU Weican1,3(1Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing210044,China;2Key Laboratory of Tibetan Environment Changes and Land Surface Processes,Institute of Tibetan Plateau Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing100085,China;3Wuxi City College ofVocational Technology,Wuxi Research Center of Environmental Science and Engineering,Jiangsu Wuxi214063,China)Abstract The regional climate model version3(RegCM3)coupled with a chemistry-aerosol model was used to investigate the effect of three main kinds of anthropogenic aerosol(sulfate,black carbon and organic carbon)on regional climate in east Asia.The spatial and temporal distribution of aerosols and their influences on the radiative forcing,surface temperature,and rainfall during recent20years were ana-lyzed.The simulation results show that the distribution of the aerosol concentration was different in winter and summer.The high concentration of aerosols was mainly located in south of east Asia in winter,and then it would expand northward.Short wave radiative forcing of the aerosols at both the top of the atmos-phere and the ground was negative.Introducing three kinds of aerosol had significant effects on surface temperature in East Asia.The cooling center was located in Sichuan Basin in winter,whereas the greatest decrease in surface temperature was found in north China in summer.The direct climate effect of sulfate,收稿日期(Received):2011-07-25;修改稿日期(Revised):2012-01-09基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB403405);国家自然科学基金资助项目(41075039,41175065);公益性行业(气象)科研专项(GYHY200806009);江苏省青蓝工程(2009)通讯作者(Corresponding author):沈新勇(SHENG Xinyong),sxydr@126.comblack carbon and organic carbon aerosols leaded to a reduction of winter precipitation in most regions of east Asia.Summer rainfall in east Asia had a significant correlation with summer mean column burden of aerosols in southern China.The rain belt in eastern China would shift southward.Key words Aerosol;RegCM3model;Direct climate effect引言大气气溶胶通常是指悬浮于大气中的各种固体和液体粒子[1]。
人类活动导致亚洲地区的气溶胶排放量大幅增加,这将在很大程度上影响该地区的气候,因此深入研究气溶胶对气候的影响非常重要。
目前国内外许多学者对气溶胶的辐射强迫作用和气候效应进行了许多研究,并取得了一定的成果。
孙家仁等[2-4]指出硫酸盐气溶胶具有较强的光散射特性,可以引起负辐射强迫,对大气有冷却作用,黑碳气溶胶通过对太阳辐射的强烈吸收起到加热大气的作用,而有机碳气溶胶对短波有散射作用。
罗云峰等[5]利用全国46个甲种太阳辐射站近年的资料计算了中国地区大气气溶胶光学厚度的分布和变化,发现中国四川盆地、贵州北部、长江中下游地区、山东半岛、青藏高原和南疆盆地西部气溶胶光学厚度存在大值区,并且年变化保持一个上升的趋势。
王体健等[6]利用区域气候化学模拟系统对中国地区硫酸盐气溶胶进行了数值试验,发现中国地区硫酸盐气溶胶秋冬季浓度较高而夏季浓度较低。
陈隆勋等[7]研究表明,1960s—1980s四川盆地到长江中下游地区以及青藏高原北侧到河套地区气候变冷的现象与气溶胶光学厚度分布有关。
孙家仁等[2]对硫酸盐气溶胶的直接气候效应的模拟研究发现,中国区域的硫酸盐气溶胶使得中国内陆约25ʎN以北普遍降温,中国地区季风降水减少。
李树等[8]采用四种云滴数浓度参数化方案模拟了硝酸盐气溶胶的第一间接效应,得出的结果一致都表现为近地面降温,降水减少。
王志立等[9]研究表明,黑碳气溶胶导致夏季中国北方30 45ʎN之间区域降水明显增加;而中国长江以南大部分地区降水明显减少。
吕萍等[10]分析黑碳和有机碳气溶胶对大气温度的影响时发现,7月这两种气溶胶的加入使得28 30ʎN 之间的地区的气温显著升高,35 36.2ʎN区域气温降低,且黑碳气溶胶的升温效应更强。
XU[11]认为从1990s末中国夏季连续出现的“南涝北旱”气候异常现象是由于工业化排放的硫酸盐气溶胶使得海陆温差减小,夏季风减弱,进而造成中国夏季雨带位置偏南。
Menon,et al[12]模拟研究却表明,中国夏季近50a来经常发生的南涝北旱现象可能与黑碳气溶胶有关。
GU,et al[13]认为,这种降水型分布可能是中国区域各种气溶胶综合作用的结果。
孙家仁等[14]通过对硫酸盐和黑碳气溶胶综合影响的讨论得出多种气溶胶的总体性质是决定气溶胶综合作用的关键,气溶胶的综合作用并不是各自气溶胶作用的简单线性叠加。
上述研究工作中不同学者对于气溶胶辐射强迫及其引起的地表气温和降水变化所得结果存在一定差异,另外,对于多种气溶胶组分的共同作用以及气溶胶对雨带演变影响的问题涉及较少。
区域气候模式作为研究气候变化的一种重要工具,与全球模式相比,分辨率较高,它不仅能体现较大尺度上的环流强迫特征,而且能够细致的描述区域内中小尺度地形、下垫面状况等区域特征[15]。
因此,本文利用耦合化学过程的区域气候模式RegCM3,模拟了从1988年1月到2009年12月这22a来亚洲地区3种主要人为排放气溶胶(硫酸盐、黑碳、有机碳)的时空分布,分析了这3种气溶胶的综合辐射强迫及其对东亚区域气候的影响。
1模式简介及试验方案本文所用的模式是由意大利国际理论物理中心(ICTP)在区域气候模式RegCM2基础上发展起来的第三代区域气候模式RegCM3,该模式基于单向嵌套,采用全球环流模式输出场或再分析资料作为初始场和侧边界条件,模式的主要物理过程包括辐射方案、陆面过程、行星边界层方案、对流降雨方案、大尺度降雨方案和压力梯度方案,模式输出结果包括大气、陆面、化学和辐射四个模块,与RegCM2比较,RegCM3主要在以下几个方面作了改进:(1)用CCM3辐射传输方案代替原来的CCM2方案;(2)采用了更细致的地形和植被资料,使模式能更精确的表示出下垫面特征;(3)对流降雨方案除原来的Grell方案和修正的KUO方案外,新增了MIT-Em-anuel方案作为选择,引入次网格显式水汽方案(SUBEX),用于更好处理模型可分辨的非对流云和降雨过程,引进了气溶胶以及痕量气体的传输计算;最后,改进了程序的设计,使模式更易于操作[16]。