大气气溶胶的气候效应
来源:粉尘与环境研究室
气溶胶对气候系统的影 响分为直接辐射强迫和间接辐射强迫。直接辐射强迫是指颗粒物通过吸收和散射长波和短波辐射,从而改变地球-大气系统辐射平衡;大气中的颗粒物作为云凝结核或者冰核而改变云的微物理和光学特征以及降水效率,从而间接影响气候,称为间接辐射强迫。
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当前国际全球变化和大气化学研究高度聚焦气溶胶对地球气候系统的扰动,特别是碳气溶胶(Carbonaceous Aerosol)的辐射强迫作用。 大气中的碳气溶胶通常包括有机碳(organic carbon, OC元素碳(element carbon, EC)(或称黑碳、black carbon, 石墨碳, graphite carbon)。 EC单就直接驱动因子而言,已成为全球大气系统中仅次于CO2的增温组分,EC在研究全球辐射平衡中是一个重要的参数,在某些地区,EC的存在可以造成气溶胶辐射强迫由负辐射效应到正辐射效应的转变,导致一个净的增温效应。自1880年以来,全球气温上升幅度的25%可归因于EC。 近年来,我国释放的OC和EC已引起国内外科学家的关注。 Cooke等估计全球排放的EC有四分之一来自中国;限制EC的排放被认为是当前减缓全球气候变暖的有效途径之一;高浓度的OC和EC也是城市大气颗粒物的主要组分。 在区域尺度上,EC被认为是我国区域气候变化的一个显著驱动因子,对我国近年来南涝北旱的趋势有加速作用。
自上世纪70年代就有人开始注意到气溶胶的气候效应。1971年Rasool和Schneider提出:若全球的气溶胶本底浓度增加4倍,将会使地面平均温度降低3.5℃。但其后的全球性增暖现象使气溶胶气候效应被淡化。直到1991年菲律宾的皮那图博(Pinatubo)火山喷发,大量的尘埃和硫酸盐气溶胶进入大气,全球平均温度下降了0.5℃,气溶胶对气候的影响才又引起关注 。大气气溶胶及其气候影响研究中的重大科学问题,是当今大气科学和国际全球变化研究的前沿与焦点。