东亚地区硫酸盐气溶胶辐射强迫及气候效应的数值模拟研究

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本文采用区域气候模式RegcM3,分析了硫酸盐气溶胶在东亚地区的辐射强迫作用,探讨了可能导致的对区域气候的影响。首次引入了2006年streets的人为气溶胶排放源资料,并引入了间接气候效应模块,模拟硫酸盐间接效应对云降水和气候的影响。本文工作概括如下: 1、分析了硫酸盐气溶胶的排放源分布,模拟了气溶胶的柱含量及其时空分布特征。分析结果发现:硫酸盐气溶胶排放源及柱含量分布与人类活动密切相关,大值区在四川盆地、长江流域和华北地区,这些地区工业发达、人口密集、污染严重。随工业化的发展,人为硫酸盐的排放值在不断增长,2006年的值比2000年的值高两个量级。硫酸盐气溶胶的柱浓度分布呈现明显的地理及季节差异。 2、估算了硫酸盐气溶胶辐射强迫的时空分布。硫酸盐气溶胶在大气层项产生负的直接辐射强迫,随季节的变化而有所不同。冬季硫酸盐气溶胶在长江流域及以南地区大量堆积,使得硫酸盐气溶胶造成的辐射强迫大值区在四川盆地、长江三角洲等南部地区;夏季由于西南风造成了硫酸盐气溶胶的向北平流输送,辐射强迫向北扩展,加上南方夏季雨水多,长江流域值减小,华北值增加。硫酸盐间接辐射强迫比直接辐射强迫小很多,经向平均最大值只有-2 W/m2,在30°N和36°N各有一个极值。气溶胶在地表负的辐射强迫与柱浓度的季节分布情况基本呈现较好的对应关系。 3、讨论了气溶胶对区域气候的影响。硫酸盐气溶胶直接气候效应对我国区域气温有明显影响,并随季节变化。冬季,我国所有地区的地面温度有所下降,南方的降温幅度比北方大;夏季,地面温度对气溶胶的响应比较复杂,表现为高原增温、大部分地区降温。间接气候效应使南方温度上升,北方温度下降。 直接气候效应引起的7月降水变化与大气环流和水汽输送密切相关,从云南东南部,通过贵州和广西的交界处直到东北,西南一东北走向的一线降水有明显减少。而在其东南(华南和长江三角洲)和西北地区降水都有增加。硫酸盐气溶胶间接气候效应使珠江流域降水大幅减少,黄河流域局部地区减少,长江流域和东北降水增加。
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