收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究

苏婧  
【摘要】: 沙尘气溶胶对太阳辐射能量强烈的吸收作用,不仅会改变地表能量平衡,而且还会通过改变大气的辐射加热结构,加速大气低层水汽和云的蒸发,从而抑制和减弱局域降水。因此研究西北地区气溶胶的辐射强迫作用,对了解沙尘气溶胶对这一区域大气能量平衡和水份循环的影响,特别是对西北地区干旱的影响,有着重要意义。本论文利用CERES、MODIS和CALIPSO等卫星遥感资料及地面观测资料,借助于辐射传输模式,着重详细研究了沙尘气溶胶的直接辐射强迫效应,定量计算了沙尘的直接辐射强迫值及其对大气辐射加热率的影响;初步揭示了沙尘与云的相互作用对辐射能量平衡的影响,并在此基础上提出了分离沙尘气溶胶直接辐射强迫效应与间接/半直接综合辐射强迫效应的方法。 西北沙尘气溶胶一直缺乏详细可靠的光学性质数据库,区域辐射强迫的计算存在着很大的不确定性。本论文首次利用2008年中美联合观测的张掖站数据反演得到的沙尘粒子的光学特性,特别是单次散射反照率,计算了西北地区的辐射强迫。利用辐射闭合试验验证了反演的沙尘粒子参数的可靠性,在试验成功的基础上计算了沙尘气溶胶在大气层顶和地表的日平均辐射强迫值。结果表明虽然沙尘气溶胶在大气层顶的辐射强迫值都接近于零,但是在地表却表现出很大的负的辐射强迫值,这种地表与大气层顶很大的差值说明,大气中的沙尘气溶胶有效阻挡了太阳光到达地表,增加了大气中太阳短波的吸收,这势必会影响大气的垂直温度分布,对大气层结的稳定和水分循环产生影响。 气溶胶的垂直廓线对大气加热率和辐射强迫的的计算至关重要,但由于观测手段的限制,区域和全球尺度上的气溶胶垂直廓线的问题一直没有解决。本论文利用最新发射的CAPLISO卫星数据得到了塔克拉玛干地区沙尘气溶胶的垂直廓线,并输入Fu-liou模式,计算了沙尘辐射强迫值及加热率的垂直分布。结果表明由于沙尘的强吸收性,使得很大一部分太阳辐射被吸收留在了大气中,从而进一步加热大气。在强沙尘出现时,伴随着沙尘过程的加强发展,沙尘层大气的加热率可以从1K day-1,2Kday-1增加到3K day-1,甚至沙尘最强时可以达到5.5Kday-1。这项工作首次定量评估了在塔克拉玛干沙漠中强沙尘暴发生时,沙尘层对大气的加热作用。 本文还通过分析4年的CERES卫星资料比较了纯云区(CLD)和被沙尘污染过的云区(COD)云微物理特性和辐射强迫的变化,再次证实了当云下有沙尘出现时,沙尘粒子对云光学特性有显著的改变;并发现沙尘的存在会明显减弱云在大气层顶的冷却效应,云冷却效应的减弱可认为是由于沙尘增暖作用抵消的结果。而沙尘在TOA处的这种增暖效应,不仅包括直接效应也包含了由云物理特性改变所引起的间接和半直接效应,但是无法只利用卫星资料将直接效应和其他两种效应分开。本文首次提出了一种将卫星资料分析结果与模式模拟结果相结合来分离直接与间接效应的新方法,来达到这一目的。利用此种方法估算的在TOA处沙尘短波瞬时直接辐射强迫值为22.7 Wm-2,间接与半直接辐射强迫和为82.2Wm-2,分别占总辐射效应的21.6%和78.4%。该方法的提出为定量研究云与气溶胶的相互作用提供了一个新的思路。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高庆先,任阵海,姜振远;人为排放气溶胶引起的辐射强迫研究[J];环境科学研究;1998年01期
2 张立盛,石广玉;相对湿度对气溶胶辐射特性和辐射强迫的影响[J];气象学报;2002年02期
3 刘玉芝,肖稳安,石广玉;论大气二氧化碳温室效应的饱和度[J];地球科学进展;2002年05期
4 高丽洁,王体健,徐永福,闵锦忠;中国硫酸盐气溶胶及其辐射强迫的模拟[J];高原气象;2004年05期
5 王宏,石广玉,T.Aoki,王标;2001年春季东亚-北太平洋地区沙尘气溶胶的辐射强迫[J];科学通报;2004年19期
6 石广玉;大气微量气体的辐射强迫与温室气候效应[J];中国科学B辑;1991年07期
7 张立盛,石广玉;硫酸盐和烟尘气溶胶辐射特性及辐射强迫的模拟估算[J];大气科学;2001年02期
8 马晓燕,石广玉,郭裕福,王喜红;温室气体和硫酸盐气溶胶的辐射强迫作用[J];气象学报;2005年01期
9 胡荣明,石广玉;中国地区气溶胶的辐射强迫及其气候响应试验[J];大气科学;1998年06期
10 Jukka Sinisalo;Ilkka Savolainen;钱云;;北欧国家人为温室气体历史排放引起的辐射强迫[J];AMBIO-人类环境杂志;1996年03期
11 王体健,丁爱军,张明,张艳;我国西北地区沙漠改良可能引起的辐射强迫及其气候效应[J];南京大学学报(自然科学版);2002年06期
12 马晓燕,石广玉,郭裕福,张立盛;硫酸盐气溶胶辐射强迫的数值模拟研究[J];气候与环境研究;2004年03期
13 任仁;温室气体及其全球增暖潜势[J];大学化学;1996年05期
14 张华;王志立;;黑碳气溶胶气候效应的研究进展[J];气候变化研究进展;2009年06期
15 王雷;葛茂发;王炜罡;;烟炱气溶胶的光学辐射特性研究[J];环境化学;2011年01期
16 宿兴涛;王汉杰;周林;;中国碳气溶胶时空分布与辐射强迫的数值模拟[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2010年03期
17 吕萍;董治宝;张克存;;黑碳和有机碳气溶胶对大气温度影响的数值模拟[J];中国沙漠;2011年02期
18 刘凤辉;李金义;张影;刘刚;高尚文;;气溶胶间接气候效应研究进展[J];河北农业科学;2008年10期
19 郭勇全;肖萍;黄松;周亚青;段林强;郭莹;赵蔡斌;;大气气溶胶及其气候效应的研究[J];化工科技市场;2010年12期
20 Jukka Laine;Jouko Silvola;Kimmo Tolonen;Jukka Alm;Hannu Nyknen;Harri Vasander;Tapani Sallantaus;Ilkka Savolainen;Jukka Sinisalo;Pertti J.Martikainen;钱云;;北方沼泽地水位下降对全球气候变暖的影响[J];AMBIO-人类环境杂志;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈志宝;成天涛;;中国西北大气沙尘辐射强迫特性的数值试验[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年
2 赵剑琦;;非球形气溶胶粒子的辐射强迫[A];中国气象学会2008年年会大气物理学分会场论文集[C];2008年
3 吕萍;黄建平;董治宝;;黑碳和有机碳气溶胶对中国气候影响的模拟[A];第26届中国气象学会年会大气成分与天气气候及环境变化分会场论文集[C];2009年
4 徐萌柳;银燕;;东亚地区有机碳与有机碳混合硫酸盐气溶胶气候效应模拟的对比[A];中国气象学会2008年年会气候预测研究与预测方法分会场论文集[C];2008年
5 王志立;张华;沈学顺;;雪和冰中黑碳气溶胶的辐射强迫及其气候响应[A];第28届中国气象学会年会——S8大气成分与天气气候变化的联系[C];2011年
6 车慧正;张小曳;石广玉;;中国不同区域大气气溶胶的光学特性及其直接辐射强迫[A];中国气象学会2006年年会“大气成分与气候、环境变化”分会场论文集[C];2006年
7 张靖;银燕;;RegCM3模拟黑碳气溶胶对中国气候的影响[A];中国气象学会2007年年会大气成分观测、研究与预报分会场论文集[C];2007年
8 王志立;张华;郭品文;王在志;;碳类气溶胶的直接辐射强迫及其对东亚气候影响的模拟研究[A];中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集[C];2007年
9 张靖;银燕;;RegCM3模拟黑碳气溶胶对中国气候的影响[A];中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集[C];2007年
10 张靖;银燕;;RegCM3模拟黑碳气溶胶对中国气候的影响[A];第四届长三角科技论坛论文集(下册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏婧;中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究[D];兰州大学;2010年
2 柳晶;中国地区气溶胶光学特性及辐射强迫的卫星遥感观测研究[D];南京信息工程大学;2008年
3 邓学良;卫星遥感中国海域气溶胶光学特性及其辐射强迫研究[D];南京信息工程大学;2008年
4 陈勇航;利用卫星反演资料研究[D];兰州大学;2006年
5 王志立;典型种类气溶胶的辐射强迫及其气候效应的模拟研究[D];中国气象科学研究院;2011年
6 林燕芬;大气气溶胶对能见度、云和降雨的影响机制[D];复旦大学;2009年
7 许万智;北京地区气溶胶光学特性与辐射效应的观测研究[D];中国气象科学研究院;2012年
8 葛觐铭;西北沙尘气溶胶光学特性反演与沙尘暴的卫星监测[D];兰州大学;2010年
9 曹贤洁;兰州地区气溶胶辐射特性观测研究[D];兰州大学;2010年
10 刘建军;长三角太湖地区云和气溶胶辐射特性的地基遥感研究[D];南京信息工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚明桃;辐射强迫对中亚热带三种典型树种幼苗生理生态的影响[D];浙江农林大学;2011年
2 曲道春;氮沉降和辐射强迫对香樟和青冈幼苗光合与叶绿素荧光的影响[D];浙江农林大学;2012年
3 张虹娇;强外辐射强迫异常下的气候敏感性及反馈过程研究[D];南京信息工程大学;2005年
4 于胜民;青藏高原地区气溶胶的时空分布特征及其辐射强迫与气候效应的数值模拟[D];中国气象科学研究院;2001年
5 刘玉芝;大气二氧化碳的辐射强迫及其温室效应的饱和度[D];南京气象学院;2002年
6 李菁楠;不同辐射强迫背景下大西洋经向翻转流变化分析[D];中国海洋大学;2013年
7 张若玉;长寿命温室气体CH_4、N_2O的辐射强迫和全球增温潜能的研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 洪霞;亚热带典型植物幼苗对辐射强迫的高光谱响应研究[D];浙江农林大学;2011年
9 马井会;黑碳和沙尘气溶胶光学特性及全球辐射强迫的模拟研究[D];南京信息工程大学;2007年
10 张靖;中国地区黑碳和硫酸盐气溶胶的辐射强迫及气候效应的数值模拟[D];南京信息工程大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本期嘉宾 中国气象学会秘书长 研究员 王春乙 采访者 本报记者 郑菲;气溶胶浓度增加影响作物生产[N];中国气象报;2007年
2 田辉;2060年夏天,北极冰雪将彻底消失[N];东方早报;2005年
3 本报记者 冯洁;“全球变暖,为什么有的地方反而更冷了?”[N];中国经济导报;2008年
4 李丹 郭战峰;直面气候变化 行动刻不容缓[N];中国气象报;2007年
5 游雪晴;气候变化:争论在继续,科研在深入[N];科技日报;2008年
6 崔洁通讯员 郭战峰;气候中心八项目获自然科学基金资助[N];中国气象报;2007年
7 魏景云;商玉琴;气象卫星测冷暖[N];中国气象报;2003年
8 苏玉君郑菲 通讯员 王德英;中国大气气溶胶及其气候效应研究取得明显进展[N];中国气象报;2007年
9 本报记者 罗安宇 衣琼 实习记者 王欣 整理;科技与创新——生态社会基石[N];贵阳日报;2009年
10 ;大气综合监测技术与分析理论有哪些主要研究内容?[N];中国气象报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978