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1.
黑碳气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究   总被引:17,自引:3,他引:14       下载免费PDF全文
张华  马井会  郑有飞 《大气科学》2008,32(5):1147-1158
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
2.
王宏  石广玉  王标 《大气科学》2007,31(3):515-526
针对2001年春季中国沙漠和北太平洋上空沙尘气溶胶的空间分布情况,利用辐射传输模式,分别计算了沙尘气溶胶对沙漠和海洋大气的辐射加热(冷却)率,并讨论了低云、中云、高云对辐射加热率的影响。结果表明:春季,位于中国沙漠和太平洋上空的沙尘层对大气具有明显的加热作用。当沙漠上空光学厚度为1.0,海洋上空光学厚度为0.3时,取春季平均太阳高度角,沙尘层对应的净辐射加热率分别为2.8 K/d和0.4 K/d。由于WMO推荐的沙尘模型比东亚沙尘模型对太阳辐射吸收强,采用该模型计算得到的中国沙漠和海洋上空的加热率比采用东亚沙尘模型分别高1.5 K/d和0.2 K/d。沙尘对大气的加热率很大程度上依赖于沙尘的大气载荷。这种依赖性首先受太阳高度角的影响,其次也受地表反照率的影响。云对沙尘层辐射加热(冷却)率的影响与云的高度和厚度有关。低云能够加热沙漠和海洋上空的沙尘大气,冷却地面和洋面。中、高云冷却沙漠上空的沙尘层。在海洋上空,中云对云层以上的沙尘层有加热作用,对云层以下的沙尘层有冷却作用。高云对海洋上空沙尘层的辐射加热(冷却)率的影响比较小,加热还是冷却,取决于云的厚度,当云层较薄时,加热沙尘层,而当云层较厚的时候,有可能冷却沙尘层。  相似文献
3.
沙尘气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究   总被引:6,自引:2,他引:4       下载免费PDF全文
张华  马井会  郑有飞 《气象学报》2009,67(4):510-521
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
4.
“珍珠”台风卫星红外通道亮温的数值模拟   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
丁伟钰  万齐林 《大气科学》2008,32(3):572-580
热带地区云的覆盖率高,卫星辐射资料特别是红外通道的数值模拟容易受到云的影响,提高台风等热带天气系统卫星亮温资料的模拟能力,有助于热带地区数值模式的检验以及提高卫星资料直接同化的水平。首先,利用天气研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,简称WRF)对"珍珠"台风的三维气象场,包括云结构特征,进行了模拟,并诊断分析了总云量、云顶气压等物理量;然后,结合快速辐射传输模式(fast ra-diative transfer model for TOVS,简称RTTOV)8.7版对"珍珠"台风的高分辨率红外辐射探测仪3型(HighResolution Infrared Radiation Sounder,简称HIRS/3)红外辐射亮温进行了模拟,并且比较了有云和无云条件下的模拟结果。结果表明,如果不考虑云的影响,RTTOV模式无法模拟出台风的结构特征;结合三维云特征的模拟量,RTTOV模式可以较好地模拟出HIRS/3第4~10、13~19通道的辐射亮温。加入云结构特征对峰值能量高度在云层以下的红外通道的模拟有正面影响,该方案既可以作为检验模式模拟的一种手段,同时也表明红外资料在热带天气系统的资料同化领域具有潜在的应用能力。  相似文献
5.
对流性降水云辐射特性研究   总被引:5,自引:5,他引:1  
结合MM5模式和三维微波辐射传输模式,对2002年7月22~23日发生在湖北宜昌附近一次中尺度强降水过程中的强降水中心的对流性降水云的微波辐射特性进行了模拟,模拟结果表明:MM5模式可以较好地模拟此次降水过程;云中各微物理量的含量和分布对上行微波辐射亮温有重要影响;就物理方法而言,选用适当的云廓线,是利用微波信息反演降水的关键。  相似文献
6.
大气辐射计算的吸收系数分布模式   总被引:4,自引:4,他引:15  
石广玉 《大气科学》1998,22(4):659-676
全面论述了大气辐射计算中的吸收系数分布(#FKk#FS分布)模式,包括均匀路径的#FKk#FS分布模式以及非均匀路径的相关#FKk#FS分布模式。重点是利用吸收系数重排计算大气吸收气体分布函数和相关#FKk#FS分布函数的方法。某些结果系作者第一次公开发表。  相似文献
7.
三维辐射传输模式分析非均匀云对天空辐射场影响   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
霍娟  吕达仁 《大气科学》2009,33(1):168-178
为了解非均匀分立云体分布状况下的天空辐射场与无云晴空辐射场的差异, 本文借助一个三维辐射传输数值模式SHDOM模拟了离散云块分布条件下的天空辐射场分布, 重点分析不同云况分布情况下“非云”大气的辐射分布特征, 并将该区域与无云晴空大气辐射场的相同区域进行了比对。工作主要从辐亮度以及450 nm/650 nm的辐射比两参数入手进行讨论。研究发现, 相对无云晴空大气, 云的存在会对周围“非云”大气散射辐射产生影响, 影响程度与云量、云及气溶胶光学厚度等参数相关。数值模拟结果表明, 在云量不太大的条件下, 无云视场空间的大部分辐射值与无云晴空相比变化很小, 集中在±2%之间。这一结果表明, 已有的一维均匀大气辐射传输模式运算结果所得云与非云相元的判据基本适用于非均匀分布的有云大气。另一方面, 模拟结果表明我们也完全可以利用非均匀有云大气中的无云视场观测结果进行大气气溶胶等晴空大气光学特征的探测研究。  相似文献
8.
周文艳  郭品文  罗勇 《气象科技》2008,36(3):257-261
阐述植被冠层内短波辐射传输模式研究在陆面过程及陆气相互研究中的重要性,全面地回顾有关冠层短波辐射传输模式的研究进展,结合目前在陆面过程领域具有代表性的冠层短波辐射传输模式,指出当前在这一领域研究中存在并有待于解决的问题,探讨了未来的发展趋势.  相似文献
9.
不同侧边界条件下水平有限降水云的微波辐射模式研究   总被引:3,自引:3,他引:1  
从空间微波遥感降水定量分布的目标出发,本文研究在非对称侧边界条件下水平有限降水云的微波辐射率的计算公式。由普适性三维辐射传输方程出发,推导出非对称横向边界条件下的微波辐射率解析表达式。用热带降水云典型参数所作初步数值试验表明,相对于对称侧边界条件非对称侧边界条件对于上行(卫星所测)辐射率具有不可忽略的作用,且这种作用对于不同的微波频率具有不同的强度,甚至有符号的差别。云的不均匀尺度越小,这种作用越强。由于热带降水大多具有高度非均匀对流云带状或云团结构,本文所发展的模式将对微波遥感这类降雨定量分布发挥重要作  相似文献
10.
FY-2C静止气象卫星红外通道辐射特性研究   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
刘香娥  王广河 《气象》2010,36(2):39-47
FY-2C静止气象卫星中红外通道(3.5~4.0 μm)比较特殊,在该通道,地球长波辐射和太阳短波入射辐射的强度基本相同,因此往应用时需要同时考虑大气的散射和热发射两种过程.作者对这两种过程进行了分析,用SBDART辐射传输模式模拟计算了FY-2C中红外通道接收的总辐射、热辐射及散射辐射,分析了它们的特性及对云滴粒子有效半径的敏感性,并提出从该通道接收总辐射中扣除地面及云热辐射贡献项的经验关系式.  相似文献
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