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1.
中国地区大气气溶胶辐射强迫及区域气候效应的数值模拟 总被引：47，自引：5，他引：42
利用太阳直接辐射日总量和日照时数等多年观测资料,反演了中国地区大气气溶胶0.75 μm光学厚度的年、月平均值,分析了我国大气气溶胶状况的时空分布特征。据此,在中国区域气候模式中考虑气溶胶的辐射影响,模拟中国地区气溶胶直接辐射强迫的大小及气候响应的季节变化特征。计算结果表明: 我国大气气溶胶光学厚度多年平均分布状况是以四川盆地为大值中心向四周减少;长江中下游武汉附近和南疆盆地为另两个大值中心;青藏高原为气溶胶低值区;我国绝大部分地区春季气溶胶光学厚度值最大,各地气溶胶光学厚度最小值出现的季节则有所不同。气溶胶辐射强迫介于-5.3～-13 W/m2之间;辐射强迫具有春、夏季大,秋、冬季小,冬季南方偏大,夏季北方偏大的特征。气溶胶辐射强迫的分布与其光学厚度的分布基本一致。由于气溶胶的影响,中国大陆地区地面气温均有所下降,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降温最为明显,分别可达-0.4℃和-0.5℃。气候响应具有明显的季节特征。地面气温的变化除与辐射强迫的大小有关外,还受大气环流的影响。 相似文献
2.
人为气溶胶的直接辐射效应及其对南亚冬季风的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
运用区域气候模式RegCM4.0(Regional Climate Model Verson 4.0)耦合入一个化学过程,对硫酸盐、黑碳、有机碳这3种人为气溶胶的时空分布特征和直接辐射效应进行了数值模拟,进而研究了气溶胶对南亚冬季风的影响。结果表明:光学厚度和地表短波辐射强迫的时空变化可能主要受硫酸盐气溶胶的影响。在南亚夏季风向冬季风转换时期和南亚冬季风盛行时期,大气层顶和地表的负短波辐射强迫分布与气溶胶分布基本一致,地表辐射强迫强度绝对值比大气层顶辐射强迫强度绝对值大得多。相关分析和合成分析表明:在南亚夏季风向冬季风转换时期和南亚冬季风盛行时期,南亚人为气溶胶主要分布区中的气溶胶柱浓度含量与南亚冬季风的建立和强度有反相关关系。这与气溶胶吸收太阳辐射,从而引起气温和位势高度的变化有关。 相似文献
3.
黑碳气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究 总被引：18，自引：3，他引：15
利用一个改进的辐射传输模式,结合全球气溶胶数据集（GADS）,计算晴空条件下冬夏两季黑碳气溶胶的直接辐射强迫在对流层顶和地面的全球分布。计算结果表明,与温室气体引起的整层大气都是正的辐射强迫不同,黑碳气溶胶的辐射强迫在对流层顶为正值,而在地面的辐射强迫却是负值。作者从理论上解释了造成这种结果的原因。对北半球冬季和夏季而言,在对流层顶黑碳气溶胶的全球辐射强迫的平均值分别为0.085W/m2和0.155 W/m2,在地面则分别为-0.37 W/m2和-0.63 W/m2。虽然气溶胶的辐射强迫主要依赖于其本身的光学性质和在大气中的浓度,太阳高度角和地表反照率对黑碳气溶胶的辐射强迫会产生很大的影响。研究指出:黑碳气溶胶在对流层顶正的辐射强迫和在地面负的辐射强迫的绝对值都随太阳天顶角的余弦和地表反照率的增加线性增大;地表反照率对黑碳气溶胶辐射强迫的强度和分布都有重要影响。黑碳气溶胶的辐射强迫分布具有明显的纬度变化特征,冬夏两季的大值区都位于30°N~90°N之间,表明人类活动是造成黑碳气溶胶辐射强迫的主要原因。 相似文献
4.
分析了MODIS卫星资料反演的2001年我国中东部地区气溶胶光学厚度的时空分布特征，并利用中尺度数值模式MM5对该地区硫酸盐气溶胶的直接辐射强迫及其气候效应进行了模拟。结果表明:2001年四川盆地、长江中下游地区、黄淮一带及两广等地区气溶胶光学厚度较大。各季光学厚度变化不同，全年以春季最大。地面温度响应呈现出明显的区域季节变化特征，主要表现为冬、春、秋季南方降温幅度明显，夏季北方降温幅度明显。就区域平均而言，2001年中东部地区晴空时气溶胶辐射强迫以春季最大，达-34.53 W/m2；夏季次之，达-22.76 W/m2；冬季再次，达-22.57 W/m2；秋季最小，达-20 W/m2。地面降温则以冬季最大，达-0.65℃；秋季次之，达-0.37 ℃；春季再次，达-0.34 ℃；夏季最小，达-0.09 ℃。 相似文献
5.
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 总被引：6，自引：6，他引：0
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20 a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. 相似文献
6.
沙尘气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究 总被引：7，自引：2，他引：5
为了定景了解沙尘气溶胶对气候的影响,文中利用一个改进的辐射传输模式,结合伞球气溶胶数据集(G-ADS),计算了晴空条件下,冬夏两季沙尘气溶胶的直接辐射强迫在对流层顶和地面的全球分布,并讨论了云对沙尘气溶胶辐射强迫的影响.计算结果表明,对北半球冬季和夏季而言,在对流层顶沙尘气溶胶的全球短波辐射强迫的平均值分别为-0.477和-0.501 W/m2;长波辐射强迫分别为0.11和0.085 W/m2;全球平均短波地面辐射强迫冬夏两季分别为-1.362和-1.559 W/m2;长波辐射强迫分别为0.274和0.23 W/m2.沙尘气溶胶在对流层顶和地面的负辐射强迫的绝对值郁随太阳天顶角的余弦和地表反照率的增加而增大;地表反照率对沙尘气溶胶辐射强迫的强度和分布都有重要影响.研究指出:云对沙尘气溶胶的直接辐射强迫的影响不仅取决于云量,而且取决于云的高度和云水路径,以及地面反照率和太阳高度角等综合因素.中云和低云对沙尘气溶胶在对流层顶的短波辐射强迫的影响比高云明显.云的存在都使对流层顶长波辐射强迫减少,其中低云的影响最为明显.因此,在估算沙尘气溶胶总的直接辐射强迫时,云的贡献不可忽视. 相似文献
7.
南京北郊黑碳气溶胶的浓度观测及辐射强迫研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用2008年南京大学浦口校区气溶胶采样数据对碳气溶胶的浓度变化特征进行了分析,建立了由气溶胶光学参量计算模块(OPAC)和辐射传输模型(TUV)组成的箱模式,并结合实际观测资料,利用该模式对南京北郊黑碳气溶胶的光学厚度及辐射强迫进行了评估。结果表明:南京北郊黑碳气溶胶(BC)的年平均浓度为6.7±4.6μg/m3,有机碳气溶胶(OC)的年平均浓度为21.3±13.3μg/m3,有机碳与黑碳气溶胶浓度的平均比值为3.4。黒碳气溶胶浓度具有夏季低、冬春季高的特点。由箱模式计算得到的黒碳气溶胶的年均光学厚度为0.07,年均吸收系数为44 Mm–1。白天正午晴空条件下黑碳所造成的最大瞬时地面辐射强迫可达-22.9±14.3 W/m2,在大气层顶造成的最大瞬时辐射强迫为12.5±7.3 W/m2。 相似文献
8.
不同污染条件下气溶胶对短波辐射通量影响的模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
将高光谱分辨率的气溶胶光学参数化方案应用于高精度的辐射传输模式BCC_RAD（974带）中,研究不同污染状况下气溶胶在地表与近地层大气中造成的直接辐射强迫与辐射强迫效率。发现气溶胶在地表产生的直接辐射强迫为负,在近地层大气中产生的直接辐射强迫为正,且随气溶胶浓度的升高变大,说明大气气溶胶的含量越高,单位气溶胶光学厚度产生的直接辐射强迫越大。将短波划分为3个波段:紫外、可见光和近红外,发现在紫外、可见光和近红外波段中,不同污染状况下气溶胶在地表造成的直接辐射强迫范围分别为:-1.36—-13.66、-3.03—-32.41和-2.74—-28.62 W/m2,在近地层大气中产生的直接辐射强迫范围分别为0.44—4.26、0.99—9.80和0.93—8.87 W/m2。通过进一步对比自然和人为气溶胶的影响,发现人为气溶胶在地表和大气层顶产生的负直接辐射强迫以及对整层和近地面大气造成的正直接辐射强迫均大于自然气溶胶的影响,且上述两种排放源的气溶胶对整层大气辐射收支的影响主要集中在800 hPa高度以下的大气中。按照地表直接辐射强迫大小来分析不同种类气溶胶的影响,结果为硫酸盐>有机碳>黑碳>海盐>沙尘;按照近地层大气直接辐射强迫大小排序则为黑碳>有机碳>沙尘>海盐>硫酸盐。最后,通过分析散射型气溶胶与吸收型气溶胶对辐射通量的影响,还探究了大气中散射与吸收过程的异同。 相似文献
9.
分析了1997年5～9月和1998年4～9月北京整层大气气溶胶光学厚度、近地面气溶胶粒子数浓度的日变化、季节变化及其与气象要素的关系,还分析了 1997年5月16日、7月21日和8月2日收集的北京单个气溶胶粒子样品的形态、大小和化学元素组成.结果显示,北京地区春末-秋初整层大气气溶胶光学厚度在0.1～1.6之间变化;气溶胶数浓度(D>0.3μm)为几～几百个/cm3;整层大气气溶胶光学厚度的日变化型式与近地面气溶胶数浓度呈现相反的走向;气溶胶光学厚度和数浓度的日、季节变化显示了整层大气和近地面大气气溶胶与该地区气象、气候条件的关系.气溶胶数浓度与大气相对湿度呈正相关,与风向的关系是偏东风数浓度大,西、西南风数浓度小.电子显微镜分析的结果表明:颗粒物的形态以不规则形、丸形、液态滴形和方形为主;颗粒物化学元素组成有Si、K、S、Al、Mg、Ca、Fe等元素;人类活动排放的Zn、P、Ti、pb、Ba等元素也探测到;北京近地面粒子的一个显著特点是富含Ca和K元素,它们可能分别来自建筑粉尘和有机物的燃烧;给出了一个典型的碳黑粒子和一个粒子经过凝结过程的"卫星"滴环绕的矿物粒子的照片和元素谱图. 相似文献
10.
采用大气辐射传输模式SES2以及2013年1月—2015年10月欧洲中期天气预报中心细网格再分析资料计算了北京地区4个观测站地面接收的短波辐射通量,分析了晴天和云天北京城郊气溶胶对总辐射的定量影响时空变化特征。结果表明:北京城区和近郊区气溶胶对总辐射的影响约为远郊区的2倍,北京南部和西部气溶胶对辐射的影响较大,晴天和云天北京城区和近郊区气溶胶对总辐射的削减值分别为146.23~180.99 W·m-2和202.11~217.02 W·m-2,晴天总辐射削减空间差异较大;秋冬季气溶胶对总辐射的影响明显大于春夏季,北京市观象台秋冬季气溶胶对总辐射的削减作用最大可达60%,较春夏季高10%~20%;北京城郊总辐射和直接辐射削减率与气溶胶光学厚度变化均呈线性关系,近地面PM2.5浓度对辐射的影响不容忽视。 相似文献
11.
Indirect Radiative and Climatic Effects of Sulfate and Organic Carbon Aerosols over East Asia Investigated by RIEMS 
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下载免费PDF全文 The indirect radiative and climatic effects of sulfate and organic carbon aerosols over East Asia were investigated using a Regional Integrated Environment Model System (RIEMS) with an empirical aerosol-cloud parameterization.The first indirect radiative forcing was negative and ranged from-9-0 W m-2 in the domain.The maximum cooling,up to-9 W m-2,occurred in the Chongqing District in winter,whereas the cooling areas were larger during summer than in winter.Organic carbon (OC) aerosols were more abundant in winter than in summer,whereas the sulfate concentration during summer was much higher than during winter.The concentrations of sulfate and OC were comparable in winter,and sulfate played a dominant role in determining indirect radiative forcing in summer,whereas in winter,both sulfate and OC were important.The regional mean indirect radiative forcings were-0.73 W m-2 and-0.41 W m-2 in summer and winter,respectively.The surface cooling caused by indirect effects was more obvious in winter than that in summer.The ground temperature decreased by ～1.2 K in most areas of eastern China in winter,whereas in summer,the temperature decreased (～-1.5 K) in some regions,such as the Yangtze River region,but increased (～0.9 K) in the areas between the Yellow and Yangtze Rivers.In winter,the precipitation decreased by 0-6 mm in most areas of eastern China,but in summer,alternating bands of increasing (up to 80 mm) and decreasing (～-80 mm) precipitation appeared in eastern China. 相似文献
12.
西北地区气溶胶光学特性及辐射影响 总被引：3，自引：1，他引：2
利用SACOL（兰州大学半干旱气候与环境观测站）2006~2012年AERONET（全球气溶胶自动监测网）level 2.0和太阳短波辐射计资料,分析了中国西北地区气溶胶的光学特性与辐射影响。利用辐射传输模式SBDART（平面平行大气辐射传输模式）检验TOA（大气层顶）处辐射强迫为正的原因。BOA（地表）、TOA、Atmosphere（大气）的辐射强迫年均值分别是-59.43 W m-2、-17.03 W m-2、42.40 W m-2,AOD（光学厚度,550 nm）年均值0.37,α（波段的波长指数,440~675 nm）年均值0.91,变化趋势与AOD位相相反,当AOD为0.3~2.2时,α很小（0.0~0.2）,表明粒子尺度很大。SSA（单次散射反照率,675 nm）年均值0.93,g（不对称因子,675 nm）年均值0.68,复折射指数（675 nm）实部年均值1.48,虚部0.007。复折射指数实部的年变化趋势与AOD一致,虚部与AOD反位相,所以西北地区多为粗模态散射性气溶胶。气溶胶对大气的加热率最大值出现在0~2 km,随高度递减。冬、夏半年在地表加热率分别是2.6 K d-1和0.6 K d-1;季节变化中,冬季、秋季、春季和夏季,在地表的加热率依次是2.5 K d-1、1.4 K d-1、1.2 K d-1和0.2 K d-1,主要因为秋季气溶胶的吸收性大于春季。地表反照率和SSA对TOA正辐射强迫贡献率分别是22.5%和77.5%。 相似文献
13.
14.
利用北京上甸子区域大气本底站2004年观测的分粒径大气气溶胶资料,分析了气溶胶中有机碳 (OC) 及元素碳 (EC) 的质量浓度水平、季节变化、尺度分布特征、OC与EC比值及其相关性。结果显示:上甸子站总悬浮颗粒物 (TSP) 中OC平均质量浓度为7.5~31.5 μg·m-3,EC质量浓度为1.4~6.6 μg·m-3;PM2.1(粒径小于2.1 μm) 中OC质量浓度为4.0~19.1 μg·m-3,EC质量浓度大约为0.8~4.3 μg·m-3。冬季OC及EC质量浓度明显高于其他季节,其中冬、夏、秋季OC及EC峰值粒径出现为0.65~2.1 μm,但在春季峰值粒径移至2.1~4.7 μm。观测期间,OC与EC质量浓度比值平均为4~6,该比值略高于文献报道的我国一些城市地区的观测结果。 相似文献
15.
利用2008年南京市23个自动气象观测站气温资料,分析南京市城市热岛效应的空间分布及其变化特征。结果表明：南京市的热岛中心主要分布在人口和建筑物密集的鼓楼、白下区和建邺区,下关、江宁和浦口等城区气温较低;2008年南京市平均城市热岛强度为1.6℃,四季热岛强度呈秋季、春季、冬季和夏季依次减弱;南京市城市热岛效应对城市居民生活影响较大。南京市热岛效应的逐渐增强,将导致夏季空调使用量的增加,增加能耗对创建低碳城市、建设和谐城市生活产生消极影响。 相似文献
16.
Seasonal trends of climate change in the Yangtze Delta and its adjacent regions and their formation mechanisms 总被引：1，自引：0，他引：1
L. X. Chen W. L. Li W. Q. Zhu X. J. Zhou Z. J. Zhou H. L. Liu 《Meteorology and Atmospheric Physics》2006,92(1-2):11-23
Summary Based on the monthly mean values of 10 meteorological elements from 53 surface weather stations in the Yangtze Delta and its
adjacent areas during 1961–1997, the part played by linear climate trends has been analyzed to explore the characteristics
of the regional climate change. The results show that the annual air temperature, and maximum and minimum air temperatures,
have all increased rapidly in the Yangtze Delta, but there has been a reverse trend in its adjacent areas, i.e., the air temperatures
have gradually decreased. Thus the Yangtze Delta emerges as a regional heat island in relation to its adjacent areas. The
regional heat island consists of several urban heat sub-islands in southern Jiangsu Province and northern Zhejiang Province,
including Shanghai, Wuxi, Changshu, Nanjing, Hangzhou and Ningbo. It appears most obvious in winter and least obvious in summer.
An intensity of the regional heat island is defined, and it is shown that the variation of the heat island is positively correlated
to the economic development of the region, and is assumed to be related with the increased consumption of energy due to economic
development.
The results of a climatological analysis of the other annual meteorological elements have indicated the tendency that the
soil temperature of the Yangtze Delta has a weak cooling process, its precipitation has evidently increased, sunshine duration
and visibility have apparently decreased, and the trend centers appear mainly in the cities. All these phenomena imply that
air pollution and aerosols increase with economic development, leading to a cooling mechanism, which in turn suppresses the
enhancement of the heat island caused by increasing consumption of energy. On the other hand, an intensified heat island also
makes convection and precipitation increase. For the adjacent areas whose economic development is less intense than the Yangtze
Delta, a weak cooling appeared there because their heat island caused by increasing consumption of energy resources could
not offset the cooling due to aerosols. It can be seen from satellite images that the increase of aerosols in the Yangtze
Delta is more obvious than its adjacent areas. By use of a three-region nested mesoscale model, a series of simulations are
made with no-forcing and forcing of the optical depth of aerosol and the heating due to energy consumption by human activities.
The results of the analysis and the simulation coincide very well. The simulations support the above-mentioned mechanisms
of the regional heat island in the Yangtze Delta of China. 相似文献
17.
中国东部气溶胶在天气尺度上的辐射强迫和对地面气温的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
本文应用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting—Chemistry)模式研究中国东部地区气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)在天气尺度下的辐射强迫和对地面气温的影响。5个无明显降水时间段(2006年8月23～25日、2008年11月10～12日、2008年12月16～18日、2009年1月15～17日和2009年4月27～29日)的模拟显示,气溶胶浓度呈现显著的白天低,夜间高的日变化特征,且北方区域(29.8°～42.6°N,110.2°～120.3°E)平均PM2.5近地面浓度(40～80 μg m-3)高于南方区域(22.3°～29.9°N,109.7°～120.2°E,30～47 μg m-3)。气溶胶对地面2 m温度(地面气温)有明显的降温效果,在早上08:00(北京时,下同)和下午17:00左右最为显著,最高可降低约0.2～1 K,同时气溶胶的参与改善了模式对地面气温的模拟。本文还通过对2006年8月23～25日一次个例的模拟,定量分析了气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)的总天气效应(直接效应+间接效应)、直接效应和间接效应分别对到达地面的短波辐射和地面气温的影响。北方区域平均气溶胶直接效应所造成的短波辐射强迫要高于南方区域,分别为-11.3 W m-2和-5.8 W m-2,导致地面气温分别降低了0.074 K和0.039 K。南方区域平均气溶胶间接效应所产的短波辐射强迫高于北方区域,分别为-14.4 W m-2和-12.4 W m-2,引起的地面气温的改变分别为-0.094 K和-0.035 K。对于气溶胶组分,硫酸盐气溶胶的直接效应和间接效应的作用相当,其总效应在北方和南方区域平均短波辐射强迫分别为-7.0 W m-2和-10.5 W m-2,对地面气温的影响为-0.062 K和-0.074 K,而硝酸盐气溶胶的作用略小。黑碳气溶胶使得北方和南方区域平均到达地表的太阳短波辐射分别减少了6.5 W m-2和5.8 W m-2,而地表气温则分别增加了0.053 K和0.017 K,相比于间接效应,黑碳气溶胶的直接效应的影响更加显著。 相似文献
18.
Indirect radiative forcing and climatic effect of the anthropogenic nitrate aerosol on regional climate of China 总被引：4，自引：0，他引：4
The regional climate model (RegCM3) and a tropospheric atmosphere chemistry model (TACM)
were coupled, thus a regional climate chemistry modeling system (RegCCMS) was constructed, which was
applied to investigate the spatial distribution of anthropogenic nitrate aerosols, indirect radiative
forcing, as well as its climatic effect over China. TACM includes the thermodynamic equilibrium model
ISORROPIA and a condensed gas-phase chemistry model. Investigations show that the concentration of
nitrate aerosols is relatively high over North and East China with a maximum of 29 μg m-3 in
January and 8 μg m-3 in July. Due to the influence of air temperature on thermodynamic
equilibrium, wet scavenging of precipitation and the monsoon climate, there are obvious seasonal
differences in nitrate concentrations. The average indirect radiative forcing at the tropopause due
to nitrate aerosols is -1.63 W m-2 in January and -2.65 W m-2 in July, respectively.
In some areas, indirect radiative forcing reaches $-$10 W m-2. Sensitivity tests show that
nitrate aerosols make the surface air temperature drop and the precipitation reduce on the national
level. The mean changes in surface air temperature and precipitation are -0.13 K and -0.01 mm d-1
in January and -0.09 K and -0.11 mm d-1 in July, respectively, showing significant differences
in different regions. 相似文献
19.
Radiative aerosols are known to influence the surface energy budget and hence the evolution of the planetary boundary layer. In this study, we develop a method to estimate the aerosol-induced reduction in the planetary boundary layer height(PBLH) based on two years of ground-based measurements at a site, the Station for Observing Regional Processes of the Earth System(SORPES), at Nanjing University, China, and radiosonde data from the meteorological station of Nanjing. The observations show that increased aerosol loads lead to a mean decrease of 67.1 W m-2for downward shortwave radiation(DSR) and a mean increase of 19.2 W m-2for downward longwave radiation(DLR), as well as a mean decrease of 9.6W m-2for the surface sensible heat flux(SHF) in the daytime. The relative variations of DSR, DLR and SHF are shown as a function of the increment of column mass concentration of particulate matter(PM2.5). High aerosol loading can significantly increase the atmospheric stability in the planetary boundary layer during both daytime and nighttime. Based on the statistical relationship between SHF and PM2.5column mass concentrations, the SHF under clean atmospheric conditions(same as the background days) is derived. In this case, the derived SHF, together with observed SHF, are then used to estimate changes in the PBLH related to aerosols. Our results suggest that the PBLH decreases more rapidly with increasing aerosol loading at high aerosol loading. When the daytime mean column mass concentration of PM2.5reaches 200 mg m-2, the decrease in the PBLH at 1600 LST(local standard time) is about 450 m. 相似文献