北京地区大气气溶胶光学特性

《北京地区大气气溶胶光学特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第24卷第5期中国科学院研究生院学报Vol.24No.52007年9月JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciencesSeptember2007文章编号:100221175(2007)0520699206简报北京地区大气气溶胶光学特性3及其直接辐射强迫的研究1•21车慧正　石广玉　张小曳(1中国气象科学研究院,中国气象局大气成分观测与服务中心,中国气象局大气化学重点开放实验室,北京100081;2中国科学院大气物理研究所,大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京100029)(2007年1月19日收稿;

2、2007年6月1日收修改稿)CheHZ,ShiGY,ZhangXY.AerosolopticalcharacteristicsanditsdirectradiativeforcinginBeijing.JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,2007,24(5):699～704摘　要　利用2003年9月至2004年12月天空辐射计观测数据初步反演得到北京地区大气气溶胶光学特性的参数,包括:500nm大气气溶胶光学厚度,Angstrom波长指数,单次散射反照率和粒子谱分布的季节变化特征.将反演得到的结果代

3、入辐射传输模式,计算北京地区大气层顶和地面在晴空条件下大气气溶胶的辐射强迫,并分析了其季节变化特征.关键词　天空辐射计,气溶胶,光学特性,辐射强迫中图分类号　X511　引言大气中温室气体或气溶胶含量的变化引起地气系统能量平衡产生扰动,这种扰动称之为“辐射强2迫”,它以地球表面单位面积的能量(WPm)来表示,其量值的大小可以表征不同痕量气体或气溶胶等这些对全球能量平衡产生影响的因子的总的作用和效果.气溶胶辐射强迫的大小,与其含量的时空变化和[1]本身的光学性质有关.而气溶胶光学性质又依赖于气溶胶粒子的尺度、谱分布、化学组分及与环境相[2～4]对湿度的关系.气溶胶的辐射效应主要

4、表现在2个不同方面:(1)直接辐射强迫.增加太阳辐射向地球外的反射,反射作用的增强使得到达地面的太阳辐射减弱;同时由于其散射和吸收作用改变对大气的[5]辐射加热作用.(2)间接辐射强迫.气溶胶可以成为云凝结核,通过增加云微滴数量增加云的光学厚[6]度和云层反射率;同时也可能增加云的寿命和平均云量.大气中对流层气溶胶的浓度在最近几年由于人类活动的排放(既有气溶胶粒子本身的直接排放,也有其前体物的排放)而有所增加,从而使得辐射[7]强迫增加.提高气溶胶光学特性的了解对研究其气候效应具有十分重要的科学意义.国外学者早在20世纪20[8～10]年代便开始了大气气溶胶光学厚度反演方面

5、的研究.随着气溶胶光学特性研究的不断深入,自20世纪90年代开始,一些研究机构利用大规模太阳光度计网络化观测并开发相应的算法研究大气气溶胶[11～14]的各种光学特性参数.中国学者在20世纪80年代初期开始大气气溶胶光学特性的观测研究,研究3国家重点基础研究发展规划项目(2006CB403702,2006CB403705)资助•E2mail:chehz@cams.cma.gov.cn©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net700中

6、国科学院研究生院学报第24卷[15～20]手段包括了利用多波段太阳光度计观测法、宽带消光法、天空亮度法等.目前,世界上已经建成了几个比较大的大气气溶胶光学特性观测网络,例如,美国NASA在全球建立了200多个观测站点组成了AERONET太阳光度计网络,法国在欧洲和非洲一些地区建立了PHOTONS气溶胶光学特性观测网;另外加拿大和中国气象局也建立了各自的太阳光度计观测网络,这些网络的目的是为了加深对区域大气气溶胶光学特性的认识和研究.日本在亚洲一些地区建立了一个多波段天空辐射计观测站网(SKYNET),重点关注东亚地区沙尘气溶胶和人为气溶胶的光学特性.北京处于亚洲大陆东岸,地

7、处暖温带半温润地区.研究北京地区大气气溶胶的光学特性对今后研究中国北方地区城市大气气溶胶的光学特性及其辐射效应都具有一定的借鉴作用.目前已经有很多关于[21,22]北京地区大气气溶胶光学特性方面的观测研究.这些研究对于了解北京地区大气气溶胶的基本光学特性起到了至关重要的作用,但是除了光学厚度以外,对其他气溶胶光学特性的了解还较少,对气溶胶引起的辐射效应研究也比较缺乏.本文利用安装在北京中国科学院大气物理研究所楼顶上的一台Pom201型多波段天空辐射计观测[13]数据,根据Nakajima等人反演方法获得了大气气溶胶