典型种类气溶胶的辐射强迫及其气候效应的模拟研究
发布时间：2020-12-12 13:15
工业革命以来,人类活动造成的大气中气溶胶的含量显著增加。气溶胶能够直接吸收和散射红外和太阳辐射,扰动地气系统的能量收支,还能够作为云凝结核或冰核,改变云的微物理和辐射性质以及云的寿命,间接影响气候系统。尽管目前观测已经有了很大进步,但是想要通过观测评估气溶胶不同气候效应的影响非常困难。本论文在中国气象局国家气候中心大气环流模式BCCAGCM2.0.1单向驱动中国气象科学研究院大气成分观测与服务中心研发的气溶胶理化数值模式CUACEAero的工作基础上,将其双向耦合,实现了一套气溶胶-辐射-气候在线耦合模式。利用该耦合模式模拟了典型种类气溶胶的浓度和光学性质,计算了气溶胶的辐射强迫,并讨论了气溶胶对全球和区域气候的影响。主要结论概括如下: （1）结合AEROCOM的气溶胶排放源数据,本文模拟的硫酸盐、黑碳、有机碳、沙尘和海盐气溶胶的全球年平均柱含量分别为1.74 mg m-2、0.14 mg m-2、1.31 mg m-2、40.8 mg m-2和14.7 ...
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同表面类别的颗粒物的干沉降速度（参考高度：10m；颗粒物密度：2000kgm-3；20m高度风速：5ms-1）（引自Gongetal.,2003）
第二章 气溶胶 气候耦合模式的描述图2.2 气溶胶 气候耦合模式的基本框架2.5 耦合模式对气候态的模拟2.5.1 全球年平均值的比较表2.4 给出了耦合模式模拟的气候场的全球年平均值，并与观测结果进行了比较。观测资料分别来自ERBE（Earth Radiation Budget Experiment）、ECMWF（European Centre forMedium-Range Weather Forecasts）、NCEP（National Center for Environmental Prediction）、ISCCP（International Satellite Cloud Climatology Project）、MODIS（Moderate resolutionimaging spectroradiometer）、CMAP precipitation（Climate Prediction Center Merged Analysisof Precipitation）、GPCP（Global Precipitation Climatology Project）（观测资料的参考文献请参照表2.4 下方的注释）。在大气顶，BCC_AGCM2.0.1_CUACE模拟的向上长波通量与ERBE的观测结果基本一致，但是模拟的净短波通量比ERBE的观测值高1.32Wm-2，模式过高估计了大气对太阳辐射通量的吸收。在地表，模式模拟的净短波通量和净长波通量分别为159.0Wm-2和59.5 W m-2，均比Kiehl andTrenberth（1997）观测的净短波通量168.0Wm-2和净长波通量66.0 W m-2，以及ISCCPFD的净短波通量165.89Wm-2低
(a)(b)图2.3 模拟与观测的全球年平均的（a）地表净短波辐射通量和（b）大气顶净短波辐射通量的纬向平均分布的比较（单位：Wm-2）（实线为模拟值，2.3a中虚线为ISCCPFD的观测值，2.3b中虚线为ERBE的观测值）29第10期 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 B027-34-35
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modeling Study of Aerosol Indirect Effectson Global Climate with an AGCM[J]. 王志立,张华,沈学顺,龚山陵,张小曳. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(05)
[2]亚洲地区气溶胶及其对中国区域气候影响的数值模拟[J]. 吉振明,高学杰,张冬峰,吴佳,徐影. 大气科学. 2010(02)
[3]黑碳气溶胶直接辐射强迫及其对中国夏季降水影响的模拟研究[J]. 王志立,郭品文,张华. 气候与环境研究. 2009(02)
[4]A Modeling Study of the Effects of Direct Radiative Forcing Due to Carbonaceous Aerosol on the Climate in East Asia[J]. 张华,王志立,郭品文,王在志. Advances in Atmospheric Sciences. 2009(01)
[5]硫酸盐气溶胶对全球水循环因子的影响[J]. 吴蓬萍,刘煜. 气候变化研究进展. 2009(01)
[6]中国春季沙尘气溶胶的辐射效应及对气候影响的研究[J]. 赵伟,刘红年,吴涧. 南京大学学报(自然科学版). 2008(06)
[7]大气气溶胶物理光学特性研究进展[J]. 韩永,王体健,饶瑞中,王英俭. 物理学报. 2008(11)
[8]黑碳气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究[J]. 张华,马井会,郑有飞. 大气科学. 2008(05)
[9]中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响(I):硫酸盐气溶胶的影响[J]. 孙家仁,刘煜. 气候变化研究进展. 2008(02)
[10]沙尘气溶胶对塔里木盆地降水的可能影响[J]. 韩永翔,陈勇航,方小敏,赵天良. 中国环境科学. 2008(02)
本文编号：2912629
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同表面类别的颗粒物的干沉降速度（参考高度：10m；颗粒物密度：2000kgm-3；20m高度风速：5ms-1）（引自Gongetal.,2003）
第二章 气溶胶 气候耦合模式的描述图2.2 气溶胶 气候耦合模式的基本框架2.5 耦合模式对气候态的模拟2.5.1 全球年平均值的比较表2.4 给出了耦合模式模拟的气候场的全球年平均值，并与观测结果进行了比较。观测资料分别来自ERBE（Earth Radiation Budget Experiment）、ECMWF（European Centre forMedium-Range Weather Forecasts）、NCEP（National Center for Environmental Prediction）、ISCCP（International Satellite Cloud Climatology Project）、MODIS（Moderate resolutionimaging spectroradiometer）、CMAP precipitation（Climate Prediction Center Merged Analysisof Precipitation）、GPCP（Global Precipitation Climatology Project）（观测资料的参考文献请参照表2.4 下方的注释）。在大气顶，BCC_AGCM2.0.1_CUACE模拟的向上长波通量与ERBE的观测结果基本一致，但是模拟的净短波通量比ERBE的观测值高1.32Wm-2，模式过高估计了大气对太阳辐射通量的吸收。在地表，模式模拟的净短波通量和净长波通量分别为159.0Wm-2和59.5 W m-2，均比Kiehl andTrenberth（1997）观测的净短波通量168.0Wm-2和净长波通量66.0 W m-2，以及ISCCPFD的净短波通量165.89Wm-2低
(a)(b)图2.3 模拟与观测的全球年平均的（a）地表净短波辐射通量和（b）大气顶净短波辐射通量的纬向平均分布的比较（单位：Wm-2）（实线为模拟值，2.3a中虚线为ISCCPFD的观测值，2.3b中虚线为ERBE的观测值）29第10期 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 B027-34-35
【参考文献】：
期刊论文
[1]Modeling Study of Aerosol Indirect Effectson Global Climate with an AGCM[J]. 王志立,张华,沈学顺,龚山陵,张小曳. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(05)
[2]亚洲地区气溶胶及其对中国区域气候影响的数值模拟[J]. 吉振明,高学杰,张冬峰,吴佳,徐影. 大气科学. 2010(02)
[3]黑碳气溶胶直接辐射强迫及其对中国夏季降水影响的模拟研究[J]. 王志立,郭品文,张华. 气候与环境研究. 2009(02)
[4]A Modeling Study of the Effects of Direct Radiative Forcing Due to Carbonaceous Aerosol on the Climate in East Asia[J]. 张华,王志立,郭品文,王在志. Advances in Atmospheric Sciences. 2009(01)
[5]硫酸盐气溶胶对全球水循环因子的影响[J]. 吴蓬萍,刘煜. 气候变化研究进展. 2009(01)
[6]中国春季沙尘气溶胶的辐射效应及对气候影响的研究[J]. 赵伟,刘红年,吴涧. 南京大学学报(自然科学版). 2008(06)
[7]大气气溶胶物理光学特性研究进展[J]. 韩永,王体健,饶瑞中,王英俭. 物理学报. 2008(11)
[8]黑碳气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究[J]. 张华,马井会,郑有飞. 大气科学. 2008(05)
[9]中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响(I):硫酸盐气溶胶的影响[J]. 孙家仁,刘煜. 气候变化研究进展. 2008(02)
[10]沙尘气溶胶对塔里木盆地降水的可能影响[J]. 韩永翔,陈勇航,方小敏,赵天良. 中国环境科学. 2008(02)
本文编号：2912629
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