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气候与环境模拟室在人为排放气溶胶间接效应的定量评估及其气候效应研究取得新进展
2017-05-24| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  人为排放气溶胶与云的相互作用及其气候效应,由于其间存在复杂的非线性过程导致气溶胶间接效应的辐射强迫存在很大的不确定性,因而一直是气候变化研究的热点和难点问题之一。最近,中科院地球环境研究所气候与环境模拟室解小宁副研究员及其合作者在全球公用气候模式CAM5.1中发展并耦合了完整考虑云滴谱离散度的云水自动转化过程及云滴有效半径的参数化方案(图1)。该方案可以更好的描述云的辐射强迫,特别是云的短波辐射强迫。该方案可以显著改善气溶胶间接辐射强迫的模拟,有效减少气候模式估计与卫星观测到辐射强迫的差异。在全球尺度上,可使气溶胶间接辐射强迫减少0.100.21 W m-2,而在北半球更加显著,该变化甚至可以达到0.250.39 W m-2。这一新的参数化方案将有助于我们进一步减少模式的不确定性及精确评估气溶胶间接效应。 

  数值模拟研究还表明,人为排放气溶胶效应对东亚夏季风环流和降水的影响与东亚夏季风阶段性强弱演化的背景有关。人为排放气溶胶的直接和间接效应的共同作用通常使得中国东部地区地表温度降低,海陆热力差减小,会有效地减弱东亚夏季风。在弱夏季风阶段,由于气溶胶输送的减少及气候系统比较敏感,人为排放气溶胶对东亚夏季风环流的减弱非常明显 (2),从而导致华北季风降水的显著减少。但在强夏季风阶段,人为排放气溶胶对东亚夏季风环流和降水的影响都是相对有限的。该研究首次指出不同东亚夏季风强弱背景下人为排放气溶胶对东亚夏季风影响的差异。 

  该研究成果详见:

    1Xie, X. N., H. Zhang, X. D. Liu, Y. R. Peng, and G. Liu, 2017, Sensitivity study of cloud parameterizations with relative dispersion in CAM5.1: impacts on aerosol indirect effects, 17, 5877–5892, doi:10.5194/acp-17-5877-2017. (原文链接http://www.atmos-chem-phys.net/17/5877/2017/);  

  2, Xie, X. N., H. Wang, X. D. Liu, J. D. Li, Z. S. Wang, and Y. Liu, 2016, Distinct effects of anthropogenic aerosols on the East Asian summer monsoon between multidecadal strong and weak monsoon stages, J. Geophys. Res. Atmos., 121, 7026–7040, doi:10.1002/2015JD024228. (原文链接 http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/2015JD024228/abstract). 

  

1,完整考虑云滴谱离散度ε的云滴有效半径Rg(1) 及云水自动转化过程的参数化方案 PN(2a) PL(2b)     

   

  2,在 (a) 夏季风强阶段和 (b) 夏季风弱阶段,人为排放气溶胶对850 hPa 风场的影响。红色阴影区域表示通过95%的显著性检验。 

    

    


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