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《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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第4期大气科学Vol.22,No.41998年7月SCIENTIAATMOSPHERICASINICAJuly1998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周秀骥李维亮罗云峰(中国气象科学研究院,北京100081)(北京大学地球物理系,北京100871)摘要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075m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
2、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2最小值出现的季节则有所不同。气溶胶辐射强迫介于-53~-13W/m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o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-04C和-o05C。气候响应具有明显的季节特征。地面气温的变化除与辐射
3、强迫的大小有关外,还受大气环流的影响。关键词中国气溶胶辐射强迫气候响应季节变化1引言随着对地球系统内各种物理过程认识的深化,以及探测和计算机技术的发展,大气气溶胶辐射效应及对气候变化的可能影响已成为近年来的一个热点话题。其中由于人类活动产生的气溶胶对气候的辐射强迫,更是地球环境变化研究与预测中一个受到关注的问题。已有不少观测事实和数值模拟研究揭示出气溶胶对气候的辐射强迫的重要[1,2]性。由于气溶胶时、空分布的不确定及粒子物理、化学特性的多变性,加上观测资料的严重缺乏,使得大气气溶胶成为当今气候变化与预测研究中一个既重要又难以估计的不确定因子。[3][4]对于人类工业活动产
4、生的大量硫酸盐气溶胶,Charlson等、Chuang等、[5][6][7]Boucher和Anderson、Mitchell和Johns等以及Catherine等近几年都做了一定的研究,他们大都利用对流层硫循环的三维化学传输模式得到硫酸盐气溶胶含量的年平均分布状况,然后在全球范围粗网格尺度的气候模式中研究其辐射强迫及对全球温度的影响。但是对某一特定区域,在细网格尺度上研究气溶胶辐射强迫及对该区域气候的影响方面,目前还没看到有什么工作。1998-04-06收到4期周秀骥等: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419[8]亚洲是SO2排放量增长最快的地区,据估计:到2
5、020年SO2的排放量将增至1990年的4倍。观测结果表明,我国是全球硫酸盐气溶胶含量最大的地区之一;另外,每年起源于我国西北地区特别是春季的沙尘及黄土类气溶胶在大气中的含量也相当大,它们可以随高空气流传输到下游较远的地方,对我国东部地区和临近一些国家都造成一定的影响。因此,对中国区域大气气溶胶分布状况的研究是很有意义的工作。近年来,[9][10]观测资料的分析表明:我国长江以南地区近40年来气温呈下降趋势,李晓文等人便将此归因于硫酸盐气溶胶增加的可能影响。在环境变化与气候预测受到日益重视的今天,对我国范围内大气气溶胶平均状况的了解、其辐射强迫大小的估算及对区域气候影响的研究是既迫切又很
6、重要的任务。本文首先分析了我国大气气溶胶光学厚度的平均时空分布特征,以此为基础,在中[11]国区域气候模式中考虑了气溶胶的辐射影响,使其单向嵌套于NCARCCM1大气环流模式中,针对现代气候背景,估算中国地区气溶胶直接辐射强迫的大小。并就1、4、7、10月4个月由于气溶胶的增加所引起的气候效应做了敏感性试验。试图通过这种方式粗略地模拟中国地区气溶胶辐射强迫和气候效应的季节特征。2中国大气气溶胶状况的季节分布特征利用我国北京等42个甲种日射站1979~1990年太阳直接辐射日总量和日照时数资[12]料,配合同期TOMSVersion-7臭氧观测资料,在邱金桓所采用方法的基础上加以改动,反
7、演了42个站逐年、逐月大气气溶胶075m光学厚度平均值。据此分析我国[13]大气气溶胶光学厚度的平均时空分布特征(资料和计算方法另文发表)。图1所示为我国大气气溶胶光学厚度多年平均分布状况。由图可见,我国气溶胶光o学厚度年平均分布特征是:95E以东,以四川盆地为大值中心向四周减小。由四川盆地向东到长江中游地区、向东南到贵州北部地区、向北到西北地区东部兰州、西宁一带分o别为三个大值区;95E以西,南疆盆地为另一个大值中心。青藏高原
