黑炭气溶胶对丹东地区温度影响模拟探究.doc

《黑炭气溶胶对丹东地区温度影响模拟探究.doc》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、黑炭气溶胶对丹东地区温度影响模拟探究摘要：黑炭气溶胶是气溶胶的重要组成成分，在大气中的浓度非常低，❷S对全球变暖、区域气候变化有重要影响。黑炭气溶胶能吸收从可见光到红波段的太阳辐射，已经被普遍认为是造成全球变暖的潜在因子。根据1951年〜2016年丹东地区平均温度图可知，丹东地区平均温度波动上升。黑炭气溶胶的大量排放是丹东地区气温异常和快速升高的重要因子之一。本文利用SBDART模型，分别对丹东地区在有黑炭气溶胶和没有黑炭气溶胶的情况下，对丹东地区温度的影响进行模拟分析。模拟得到的结果是，在有黑炭气溶胶时

2、，地面0〜10公里有明显增温。当云在黑炭气溶胶的上层时，增加黑炭气溶胶以上云层的温度，但对下层大气的温度有削减作用。当云层在黑炭气溶胶以下时，对下层大气有明显的保温作用关键词：黑炭气溶胶；辐射；SBDART中图分类号：X513文献标识码：ADOI编号：10.14025/j.cnki.jlny.2017.10.053黑炭气溶胶可以直接或间接影响气候变化。直接影响是通过气溶胶对可见光和红外光强烈的吸收作用，从而改变区域大气的稳定性和垂直运动，使地球变暖。单就直接驱动因子而言，黑炭已成为全球大气系统中仅次于C0

3、2的增温组分［1］。它在研究全球辐射平衡中是一个重要的参数，在某些地区，黑炭的存在可以造成大气气溶胶辐射强迫由负辐射效应到正辐射效应转变，从而导致一个净的增温效应［2］。同样，黑炭气溶胶能与硫酸盐、有机碳等水溶性气溶胶混合作为云凝结核或直接作为冰核，改变云的微物理和辐射性质以及云的寿命，间接地影响气候系统［3］SBDART为平面辐射传输模式。旨在解决大气平衡研究中各种辐射传输问题模式，相比其他模式，大幅提高了在有云情况下各种传输问题的模式。便于进行敏感性试验。在SBART模式中，给出了六种标准的大气廓线，

4、分别为热带地区，中纬度冬季，中纬度夏季，副极地夏季，副极地冬季和US标准大气；三种标准的气溶胶模式，乡村、城市及海洋模式；五种标准地表类型详细分为海面、湖面、植被、雪盖和沙地。其他参数共包含个主程序和引个子程序，主程序主要用于控制参数的输入以及结果的输出，其核心部分为，可给出垂直非均匀。各向异性并含热源的平面平行介质中的辐射传输完全稳定的解析解，成为普遍公认的辐射传输精确算法的实用模型1模拟结果及对比分析本文主要研究丹东变暖与短波辐射辐射强迫之间的定量关系，建立了简单的线性关系模型。通过对比模拟分析，得到

5、丹东地区气温异常迅速增长与大气中黑碳气溶胶的增加有关1.1丹东地区平均气温的变化由以上4幅图可知，从1951〜2016年之间，温度呈上升趋势，从1951年〜1980年平均气温增长缓慢，但总体呈上升趋势。1981年之后平均气温迅速增长，而近年更是增长异常。由图1可知，春季平均最高气温出现在2002年，而最低平均气温也比同期最低高出1°C。图2的夏季平均气温虽然没有春、秋、冬明显，但可以看出，近20年平均气温大部分集中在22.5°C,而1961年〜1980年大部分只是集中在21.5°Co据图3可知，秋季的平均

6、气温在近20年增长更为迅速异常，尤其是在近10年，平均温度平稳趋于高态。冬季平均气温的最高温度出现在2007年，平均温度增长1匸左右自有卫星观测记录以来，气温观测和气球探空都说明，8公里以下地层大气的全球平均气温每10年约增加0.05±0.1°C,而全球地面气温平均且每10年己经显著地增加了0.15±0.05°C[4]1.2辐射强迫及模拟结果辐射强迫就是对影响地球大气系统入射和出射能量平衡的因子的衡量标准，是表征气候变化机制的潜在因子重要性的指数，用每平方米多少瓦来表示（Wm-2）黑碳气溶胶对从可见光到红

7、外波段范围内的太阳辐射都有强烈的吸收作用，它的浓度的增加会使其对太阳辐射的吸收增加，从而在大气顶造成正的辐射强迫，但是在有的地区的地表产生负的辐射强迫［5-7］o黑碳气溶胶主要与人类活动有关，其源在大气边界层内，对地面辐射强迫影响更为直接，这是地面辐射强迫与大气顶辐射强迫存在差异的主要原因［8］。大气顶辐射强迫和地表辐射强迫也是春季辐射强迫最大，秋、冬季次之，夏季最小［9］为了得到黑碳气溶胶对大气的增温状况，对模式进行了如下的设置：因为做丹东地区的模拟，所以设定丹东的经纬度为47。N,124°Eo由于黑碳

8、气溶胶在早晨稳定在逆温层,中午时，垂直方向对流强烈，所以这时黑碳气溶胶很不稳定。晚上时，垂直对流不强烈，黑碳气溶胶又稳定在逆温层之中。所以只模拟早晨8点时黑碳气溶胶的辐射强迫。根据不同的季节选择不同的廓线。地表情况选择urbanasphalt(c城市沥青)。气溶胶模式中最低层选择城市，加强层中，根据黑碳气溶胶的半径，选择soot(re=0.1),并讨论没有气溶胶会出现的情况。在平流层中，基本没有黑碳气溶胶，可以假设此层没有气溶