中国中东部地区气溶胶辐射强迫及其气候效应的数值模拟

【摘要】：利用MODIS反演的气溶胶光学厚度产品分析了2001年我国中东部地区气溶胶光学厚度的时空分布特征，发现气溶胶光学厚度具有明显的季节变化特征，全年大值区主要分布于四川盆地，长江中下游地区。在此基础上运用MM5模式先模拟了中东部地区硫酸盐气溶胶晴空直接辐射强迫的大小和气候响应的时空变化特征，然后开展了光学厚度加倍后硫酸盐气溶胶直接辐射强迫及其气候效应的敏感性实验研究，并选取6个不同的小区域，比较它们晴空地面气温响应的差异。得出：中国中东部地区各月晴空气溶胶直接辐射强迫的分布与气溶胶光学厚度的分布吻合的很好，辐射强迫与光学厚度呈很好的指数对应关；地面温度响应呈现出明显的区域季节变化特征。气溶胶光学厚度加倍后，晴空辐射强迫变化后的分布形式和case1时的分布基本一致，但各季变化的强度有所不同。平均而言，中东部地区晴空时气溶胶直接辐射强迫以春季最大，case1时达-34.53W／m~2；case2时-59.25W／m~2；秋季最小，case1时达-20W／m~2，case2时达-34.18W／m~2。地面气温下降幅度以冬季最大，case1时达-0.65℃，case2时达-1.1℃；夏季最小，case1时达-0.09℃，case2时达-0.18℃。单次散射反照率改变后辐射强迫、地表短波辐射通量、地面温度和总云量变化的敏感性实验结果表明：单次散射反照率改变后，模式顶辐射强迫都要小于地表短波辐射通量的变化。晴空时模式顶辐射强迫随单次散射反照率的增加而增加，而地表短波辐射通量的变化则随单次散射反照率的增加而减小。随着单次散射反照率的增加，地面降温幅度也加强。模拟时详尽考虑气溶胶的类型及其辐射特性对于了解气溶胶辐射强迫和地面气温的响应具有很重要的意义。