北京地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)特性

《北京地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)特性》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、第24卷第5期中國科學(xué)院研究生院學(xué)報Vol.24No.52007年9月JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciencesSeptember2007文章編號:100221175(2007)0520699206簡報北京地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)特性3及其直接輻射強迫的研究1?21車慧正　石廣玉　張小曳(1中國氣象科學(xué)研究院,中國氣象局大氣成分觀測與服務(wù)中心,中國氣象局大氣化學(xué)重點開放實驗室,北京100081;2中國科學(xué)院大氣物理研究所,大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室,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月天空輻射計觀測數(shù)據(jù)初步反演得到北京地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)特性的參數(shù),包括:500nm大氣氣溶膠光學(xué)厚度,Angstrom波長指數(shù),單次散射反照率和粒子譜分布的季節(jié)變化特征.將反演得到的結(jié)果代

3、入輻射傳輸模式,計算北京地區(qū)大氣層頂和地面在晴空條件下大氣氣溶膠的輻射強迫,并分析了其季節(jié)變化特征.關(guān)鍵詞　天空輻射計,氣溶膠,光學(xué)特性,輻射強迫中圖分類號　X511　引言大氣中溫室氣體或氣溶膠含量的變化引起地氣系統(tǒng)能量平衡產(chǎn)生擾動,這種擾動稱之為“輻射強2迫”,它以地球表面單位面積的能量(WPm)來表示,其量值的大小可以表征不同痕量氣體或氣溶膠等這些對全球能量平衡產(chǎn)生影響的因子的總的作用和效果.氣溶膠輻射強迫的大小,與其含量的時空變化和[1]本身的光學(xué)性質(zhì)有關(guān).而氣溶膠光學(xué)性質(zhì)又依賴于氣溶膠粒子的尺度、譜分布、化學(xué)組分及與環(huán)境相[2～4]對濕度的關(guān)系.氣溶膠的輻射效應(yīng)主要

4、表現(xiàn)在2個不同方面:(1)直接輻射強迫.增加太陽輻射向地球外的反射,反射作用的增強使得到達地面的太陽輻射減弱;同時由于其散射和吸收作用改變對大氣的[5]輻射加熱作用.(2)間接輻射強迫.氣溶膠可以成為云凝結(jié)核,通過增加云微滴數(shù)量增加云的光學(xué)厚[6]度和云層反射率;同時也可能增加云的壽命和平均云量.大氣中對流層氣溶膠的濃度在最近幾年由于人類活動的排放(既有氣溶膠粒子本身的直接排放,也有其前體物的排放)而有所增加,從而使得輻射[7]強迫增加.提高氣溶膠光學(xué)特性的了解對研究其氣候效應(yīng)具有十分重要的科學(xué)意義.國外學(xué)者早在20世紀20[8～10]年代便開始了大氣氣溶膠光學(xué)厚度反演方面

5、的研究.隨著氣溶膠光學(xué)特性研究的不斷深入,自20世紀90年代開始,一些研究機構(gòu)利用大規(guī)模太陽光度計網(wǎng)絡(luò)化觀測并開發(fā)相應(yīng)的算法研究大氣氣溶膠[11～14]的各種光學(xué)特性參數(shù).中國學(xué)者在20世紀80年代初期開始大氣氣溶膠光學(xué)特性的觀測研究,研究3國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目(2006CB403702,2006CB403705)資助?E2mail:chehz@cams.cma.gov.cn?1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net700中

6、國科學(xué)院研究生院學(xué)報第24卷[15～20]手段包括了利用多波段太陽光度計觀測法、寬帶消光法、天空亮度法等.目前,世界上已經(jīng)建成了幾個比較大的大氣氣溶膠光學(xué)特性觀測網(wǎng)絡(luò),例如,美國NASA在全球建立了200多個觀測站點組成了AERONET太陽光度計網(wǎng)絡(luò),法國在歐洲和非洲一些地區(qū)建立了PHOTONS氣溶膠光學(xué)特性觀測網(wǎng);另外加拿大和中國氣象局也建立了各自的太陽光度計觀測網(wǎng)絡(luò),這些網(wǎng)絡(luò)的目的是為了加深對區(qū)域大氣氣溶膠光學(xué)特性的認識和研究.日本在亞洲一些地區(qū)建立了一個多波段天空輻射計觀測站網(wǎng)(SKYNET),重點關(guān)注東亞地區(qū)沙塵氣溶膠和人為氣溶膠的光學(xué)特性.北京處于亞洲大陸東岸,地

7、處暖溫帶半溫潤地區(qū).研究北京地區(qū)大氣氣溶膠的光學(xué)特性對今后研究中國北方地區(qū)城市大氣氣溶膠的光學(xué)特性及其輻射效應(yīng)都具有一定的借鑒作用.目前已經(jīng)有很多關(guān)于[21,22]北京地區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)特性方面的觀測研究.這些研究對于了解北京地區(qū)大氣氣溶膠的基本光學(xué)特性起到了至關(guān)重要的作用,但是除了光學(xué)厚度以外,對其他氣溶膠光學(xué)特性的了解還較少,對氣溶膠引起的輻射效應(yīng)研究也比較缺乏.本文利用安裝在北京中國科學(xué)院大氣物理研究所樓頂上的一臺Pom201型多波段天空輻射計觀測[13]數(shù)據(jù),根據(jù)Nakajima等人反演方法獲得了大氣氣溶膠