摘要
气溶胶可以通过直接效应来影响地气系统的辐射平衡,然而目前气溶胶直接辐射效应的研究主要集中于总气溶胶,缺乏不同类型气溶胶直接辐射效应研究.利用通用地球系统模式(Community Earth System Model,CESM)模拟研究了晴空和有云条件下总气溶胶、硫酸盐气溶胶和含碳气溶胶在大气层顶和地表的直接辐射强迫,并利用多源数据对模拟结果进行验证.结果表明,CESM模拟总气溶胶光学厚度与气溶胶自动观测网(Aerosol Robotic Network,AERONET)有较好的相关性(R2=0.44),但模拟数值整体偏小;与MERRA-2(Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications Version 2)对比发现,高估了含碳气溶胶光学厚度,低估了硫酸盐气溶胶光学厚度;CESM模拟的辐射通量与基线地表辐射观测网(Baseline Surface Radiation Network,BSRN)的模拟效果良好(R2=0.93).在晴空条件下,CESM模拟的总气溶胶以及硫酸盐气溶胶、含碳气溶胶在大气层顶的直接辐射强迫分别为-1.37、-0.46、-0.45W/m2;有云条件下分别为-0.30、-0.25、+0.04 W/m2,云削弱了气溶胶在大气层顶负的辐射效应,但加强了含碳气溶胶的吸热作用从而呈现出正效应;晴空条件下地表的直接辐射强迫分别为-5.60、-0.53、-2.21 W/m2,有云条件下分别为-4.38、-0.32、-1.64 W/m2,气溶胶的直接辐射效应在地表均为负效应,云对沙尘气溶胶的辐射效应影响不大,但却能削弱硫酸盐气溶胶和含碳气溶胶的直接辐射效应强度.研究结果有利于进一步理解不同类型气溶胶的直接辐射效应,并为未来改进CESM提供依据.
基金项目
国家重点研发计划"全球变化及应对"专项项目(2017YFA0603603)
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