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大气中气溶胶根据来源不同可以分为自然源的气溶胶,如沙尘、海盐气溶胶,和人为源气溶胶,如黑碳、硫酸盐气溶胶等。不同类型气溶胶由于其化学成分不同,具有不同的物理性质和光学性质,根据这些特性可以对气溶胶类型进行区分。相比较于卫星遥感和采样观测,地基遥感具有实时精确并且在不破坏气溶胶原始状态下获得整层大气气溶胶特性的优势。
本文利用CE-318太阳光度计获得的气溶胶光学参数作为输入,对气溶胶进行分类,结合气溶胶外混合模型计算不同组分对光学厚度的贡献以及组分比例,并利用SBDART辐射传输模式估算了气溶胶的短波直接辐射强迫。利用京津唐地区2012年3月份综合观测数据进行了分析:京津唐地区气溶胶类型为包含人为和自然源的粗细粒子混合类型,其主要组分为硫酸盐等水溶性气溶胶、沙尘气溶胶和黑碳气溶胶,其中水溶性气溶胶占主要部分。利用后向轨迹分析对气溶胶来源分析发现蒙古地区的沙尘是京津唐地区的主要沙尘来源,在对气溶胶的辐射强迫分析中发现,清洁天气中的辐射强迫与沙尘天气中差别较大,并且气溶胶的辐射强迫随着光学厚度增加而呈现增加趋势。
为了验证方法在不同天气下的的实用性,本文针对2013年1月份北京典型天气研究。结果发现,在灰霾天气中水溶性气溶胶吸湿增长显著,在对光学厚度的贡献中占主要部分,黑碳气溶胶虽然在气溶胶中组分比例较小(<2%),但是对光学厚度贡献明显(10%),并且在气溶胶的直接短波辐射强迫中起到了主要贡献(>50%),而水溶性气溶胶则在对地表辐射强迫中占主要贡献(>60%)。