中國(guó)東部地區(qū)氣溶膠-云相互作用衛(wèi)星遙感建模研究.pdf

1、氣溶膠主要通過兩種方式影響地球氣候系統(tǒng)，分別是氣溶膠-輻射相互作用（Aerosol-Radiation Interaction， ARI）和氣溶膠-云相互作用（Aerosol-Cloud Interaction，ACI）。氣溶膠粒子通過成為云凝結(jié)核（Cloud Condensation Nuclei，CCN）和冰核（Ice Nuclei，IN）改變?cè)莆⑽锢韰?shù)以及降水效率，是氣溶膠-云相互作用的主要過程。聯(lián)合國(guó)氣候變化政府間專家委員會(huì)（

2、Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第五次評(píng)估報(bào)告中指出氣溶膠-云相互作用是地球系統(tǒng)輻射強(qiáng)迫中最主要的不確定性來源之一。而隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，汽車尾氣、化石燃料燃燒等排放的氣溶膠粒子以及經(jīng)過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二次氣溶膠污染物也在日益增加。近年來，我國(guó)霧霾天氣及短時(shí)強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣發(fā)生更為頻繁，也與大氣中氣溶膠粒子增加存在一定的聯(lián)系。在這一背景下研究我國(guó)東部地區(qū)氣溶膠及氣溶膠

3、-云相互作用具有重要科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　云物理特性不僅受氣溶膠影響，還受到太陽輻射、氣象條件等多種因素的制約，它們之間存在復(fù)雜的反饋機(jī)制，常被稱為氣溶膠-云相互作用緩沖系統(tǒng)。而氣溶膠-云相互作用的研究還受到氣溶膠和云觀測(cè)手段的限制。論文利用多源衛(wèi)星觀測(cè)手段，獲取了長(zhǎng)時(shí)間序列的氣溶膠和云觀測(cè)數(shù)據(jù)，從氣象條件與氣溶膠-云相互作用之間的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制、氣溶膠和云的垂直結(jié)構(gòu)以及氣溶膠粒子過飽和等方面入手研究中國(guó)東部地區(qū)氣溶膠-云相互作用緩

4、沖系統(tǒng)中的特殊機(jī)制。
　　首先通過比較分析近地面 PM（Particulate Matter）濃度，氣溶膠光學(xué)厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）、氣溶膠垂直分布廓線等的時(shí)空分布，揭示了中國(guó)東部地區(qū)氣溶膠變化的一般規(guī)律。利用長(zhǎng)時(shí)間序列逐日的光學(xué)衛(wèi)星遙感氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）和云參數(shù)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) ACI在中國(guó)東部陸地地區(qū)存在“反 Twomey效應(yīng)”現(xiàn)象，云對(duì)氣溶膠影響的反饋并不是一致單調(diào)的，且易受到氣象條件等環(huán)

5、境因素的影響。
　　通過中國(guó)東部地區(qū)陸地和海洋地區(qū)的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn) ACI在中國(guó)近海地區(qū)存在“Twomey”效應(yīng)現(xiàn)象，相反在陸地地區(qū)存在“反 Twomey”效應(yīng)現(xiàn)象。并進(jìn)一步揭示了導(dǎo)致陸地和海洋ACI顯著差異的原因是大氣熱力條件與ACI之間存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。而海洋上地區(qū)氣溶膠與云的間接影響更主要體現(xiàn)在促進(jìn)云的橫向發(fā)展。
　　最后通過研究氣溶膠和云層的垂直分離混合狀態(tài)對(duì) ACI的影響。結(jié)果顯示分離狀態(tài)的案例與混合狀態(tài)的案例在