我国大陆地区大气黑碳气溶胶观测研究

我国大陆地区大气黑碳气溶胶观测研究

秦世广[1]2001年在《我国大陆地区大气黑碳气溶胶观测研究》文中研究说明本论文工作包含了北京上甸子区域大气本底站、四川温江为期一年、浙江临安区域大气污染监测站为期半年的大气黑碳气溶胶观测实验。利用该实验数据及青海瓦里关大气基准现象台黑碳气溶胶长期监测数据和1998年拉萨气溶胶实验观测数据,结合气象观测资料,本论文研究分析了我国不同地区大气黑碳气溶胶浓度变化特征。利用浓度频数分布和对数正态分布拟合函数分析了不同地区大气黑碳气溶胶本底浓度水平,其中,瓦里关山黑碳本底浓度最小,为73ng·m~(-3),温江黑碳本底浓度最大,为2849ng·m~(-3)。近十年黑碳气溶胶监测结果显示:瓦里关山黑碳浓度有明显增长的趋势。对比已有的我国黑碳气溶胶分布模式计算结果,除上甸子黑碳浓度模式模拟结果同实测结果比较近似外,其它地区模拟结果和实测结果还有一定的差异,我国黑碳浓度分布更为准确的计算还需要模式的改进以及对我国黑碳气溶胶源排放因子和源排放清单加以进一步的研究。后向轨迹及轨迹簇分析结果显示大气远距离输送过程对瓦里关山黑碳气溶胶浓度有很大影响,当受到偏东方向气流控制时,黑碳浓度较大。

王志立[2]2008年在《黑碳气溶胶的直接辐射强迫及其气候效应的模拟研究》文中进行了进一步梳理本文利用NCAR的全球大气模式CAM3分析了有云大气条件下黑碳气溶胶在大气顶和地表的直接辐射强迫的分布及其季节变化,讨论了云对黑碳气溶胶直接辐射强迫的影响,以及全球黑碳气溶胶对中国夏季降水的影响,最后分析了南亚地区黑碳气溶胶对亚洲夏季风的影响,得到了以下一些有意义的结论。在气溶胶排放、地表反照率和太阳天顶角的季节变化等多种因素的影响下,黑碳气溶胶在大气顶和地表的直接辐射强迫的分布范围和强度都具有明显的季节变化。在大气顶,春季辐射强迫的分布范围最广,但夏季全球平均辐射强迫值最大;冬季的分布范围和全球平均辐射强迫都是最小的。在地表,夏季和秋季辐射强迫分布范围较广,全球平均强迫值也大;冬季两者均为最小。在有云条件下,黑碳气溶胶在大气顶产生正的直接辐射强迫,全球年平均强迫值为+0.33 W/m~2;在地表产生负的直接辐射强迫,全球年平均强迫值为-0.56 W/m~2。在晴空条件下,黑碳气溶胶在大气顶和地表的全球年平均辐射强迫值分别为+0.21 W/m~2和-0.71 W/m~2云的存在对黑碳气溶胶的辐射强迫产生了很大的影响,使大气顶的正辐射强迫增加,使地表的负辐射强迫减小。黑碳气溶胶导致夏季中国北方30°N~45°N之间区域降水明显增加;而中国长江以南地区除了海南和广西的部分城市外,降水明显减少。本文的模拟结果表明,黑碳气溶胶并没有引起中国夏季近50年来经常发生的南涝北旱的现象。南亚是一个黑碳气溶胶排放的高值区,且其位于青藏高原这个特殊地形的南边,该地区黑碳气溶胶的影响与青藏高原地形相互作用,必将对大气环流和亚洲夏季风产生重要影响。研究结果表明:晚春时期,南亚地区黑碳气溶胶强烈吸收太阳辐射,加热对流层中低层大气,造成孟加拉湾及沿岸地区雨季的提前,可能导致印度夏季风提前爆发。夏季,被加热的大气沿青藏高原南坡爬升,在高空形成一个稳定的加热层。高空的持续加热,引起局地的深对流活动,使得印度洋和南亚大陆之间产生一个北升南降的经圈环流,导致印度洋洋面上的向北运动加强,从而使印度夏季风的强度增大。但是,南亚地区黑碳气溶胶通过影响表面气压、垂直运动、降水和风场等减弱了东亚夏季风,且导致西太平洋副热带高压北移西伸,使我国梅雨带位置向东北方向移动。

朱厚玲[3]2003年在《我国地区黑碳气溶胶时空分布研究》文中指出本论文首次应用叁维长距离输送模式,得到了我国地区黑碳气溶胶的时空分布,与几个观测站点的观测结果进行了对比分析,并讨论了干湿沉降等过程的影响;根据观测数据,分析了上甸子地区黑碳气溶胶的变化规律,讨论了来自于华北不同地区的大气输送、湿清除的影响。结果表明:我国地区黑碳气溶胶浓度在冬季最高,夏季最低,大气边界层黑碳浓度最高值位于华东、华北地区和四川盆地,模拟结果与观测结果对比分析表明了模式的合理性,湿沉降对模式模拟结果影响显着;上甸子地区秋季黑碳浓度最高,黑碳浓度呈现白天低、夜间高的趋势,在正午时段最低,日出和日落时段黑碳气溶胶的浓度趋于升高,大气输送过程对该地区黑碳浓度有影响,以西南方向大气输送最为显着。

孙海波[4]2013年在《中国地区黑碳与沙尘气溶胶的数值模拟研究》文中进行了进一步梳理沙尘和黑碳气溶胶作为影响我国气候和环境的主要气溶胶,特别是青藏高原地区大气黑碳气溶胶传输及沉降以及北方地区春季沙尘暴以其对我国气候环境变化的重要作用尤受关注。基于这一目的,本文主要工作包括:1)根据全球气溶胶气候模式GEM-AQ/EC的1995-2004年模拟,分析了青藏高原大气黑碳气溶胶传输及沉降季节变化特征。2)运用区域气候模式RegCM4.1对中国北方区域2002年3月份的一次沙尘暴过程的进行大气边界层参数化方案敏感性模拟试验。主要模拟试验分析表明:青藏高原黑碳气溶胶的主要来自自由对流层和大气边界层的输送。相对于自由对流层的黑碳输送,紧邻青藏高原的南亚、东亚以及东南亚大气边界层的输送更有效,它形成了青藏高原由北向南、自西往东黑碳气溶胶浓度和沉降明显递增的基本分布形态。横跨欧亚大陆自由对流层的黑碳气溶胶由西向东向青藏高原的输送全年不变,夏季输送路径最北但强度最弱,冬季路径最南而强度最强。大气边界层黑碳气溶胶的输送受控于亚洲季风环流变化,来自南亚的黑碳气溶胶在春季越过孟加拉湾传输进入高原东南部,夏季则可翻越喜马拉雅山抵达青藏高原南部腹地;同时我国中部排放的黑碳气溶胶也在东亚夏季风向北扩展过程中从东向西往青藏高原东北部传输。从秋季到冬季,随着夏季风撤退,南亚黑碳源区向青藏高原偏北方向传输衰退,伴随东亚冬季风发展,东亚冬季风的反气旋性环流的南侧及西南侧的偏东风携带秋季我国东南部源区和冬季东南亚源区黑碳气溶胶向青藏高原东南部传输。受青藏高原明显的暖湿季和干冷季气候影响,干湿沉降分别主导了青藏高原冬季和夏季黑碳沉降,夏季青藏高原黑碳气溶胶沉降总量大多超过8-10kg km-2season-1,在高原东北部的最高值超过40kg km-2season-1.冬季青藏高原黑碳气溶胶沉降量最低,大部地区黑碳沉降低于5kg km-2season-1。青藏高原黑碳沉降的冬夏季节相差约为2-8倍。区域气候模式RegCM4.1的两个边界层方案即Frictionless方案和Holtslag PBL分别用于2002年3月一次沙尘暴的模拟试验。Frictionless方案方案采取的是边界层绝热无动能耗散的内部摩擦方案,从而导致模拟的地面风速不真实地偏大。由于沙尘的起沙量和地表的摩擦风速呈指数正比关系,所以Frictionless方案中的模拟试验中起沙量和起沙区域会比Holtslag PBL方案模拟出来的都要大。非局地的湍流通量参数化方案的Holtslag PBL合理地模拟了地表风速及大气边界层的垂直扩散,该模拟试验中的浓度值与我国北方地面沙尘气溶胶观测值有着好的一致性,从而说明了边界层参数化过程在沙尘气溶胶模式及模拟研究中的重要作用。

邢洁[5]2014年在《北极考察沿线黑碳气溶胶的含量及分布特征》文中进行了进一步梳理黑碳气溶胶是一种燃烧成因的大气气溶胶组成成分,在全球范围内广泛存在,并通过对地球-大气-太阳系统的热辐射能量调节对全球气候产生影响。在北极地区,由于黑碳气溶胶在冰雪表面的沉降能够改变冰雪反照率,所以其对北极的气候影响更甚于中低纬度地区。现有的关于黑碳气溶胶的研究主要分为两种,一是对其浓度的观测和影响要素分析,二是对其辐射强迫效应的模拟研究。在北极地区,对黑碳气溶胶的观测主要为考察站定点观测,大的空间范围内的连续观测很少,缺乏对北极地区黑碳气溶胶空间分布的整体认识。2012年7月到9月之间,在中国第五次北极考察期间,利用黑碳仪对中国近海岸-日本海-鄂霍次克海-西北太平洋-白令海-楚科奇海-巴伦支海-挪威海-格陵兰海-高纬度北冰洋等海区上空的黑碳气溶胶进行了在线观测。本文通过分析观测结果,对黑碳气溶胶在航线上的浓度水平和分布规律进行了一定的探究,主要得到以下几个结论:(1)中国近海岸和日本海等中纬度海区的黑碳浓度是全航线最高的,而北冰洋则是最低的,平均浓度为5.96ng·m-3;(2)北冰洋黑碳气溶胶浓度水平整体较低,除了有显着的季节性变化规律外,可能有一定的纬向和经向分布规律;(3)对比2008年2010年的北极考察期间黑碳气溶胶浓度,发现北冰洋地区的黑碳气溶胶浓度变化较小,其他海区黑碳的时空分布特征较为明显,均表现出中纬度以及近岸区域较高的特征;(4)在走航过程中黑碳气溶胶浓度与气象要素如相对湿度和温度的关系较为复杂,受到靠近陆地程度和排放源以及气团来源的影响很大,基本上没有观测到黑碳浓度明显受气象要素主导影响的海区;(5)黑碳气溶胶的浓度主要受陆源输入的影响,不同海区的黑碳气溶胶浓度差异较大,即使是相同海区,由于季风和气团来源等因素的影响,在不同的时间内黑碳气溶胶的浓度也是有所差别的。本文中观测和分析的黑碳气溶胶数据跨越了很大的空间范围,尤其在北冰洋,由于第五次北极考察是中国首次穿越东北航道,虽然由于政策法规原因没有能够得到东北航道的黑碳气溶胶浓度,但是在返程过程中也跨越了经度范围十分广阔的海区,为研究黑碳气溶胶在北冰洋的经向分布提供了可能性。本文中的黑碳气溶胶浓度数据涉及了很多我国北极考察的空白地带,为更好地了解黑碳在高纬度海区的分布提供了资料。

程丁[6]2018年在《珠叁角典型城市黑碳气溶胶污染特征及影响因素分析》文中进行了进一步梳理黑碳气溶胶(BC)不仅会造成空气质量恶化,也对气候变化和公众健康具有重要影响,开展BC的观测研究在环境、气候及人类健康领域都具有明显的学术价值和现实应用需求。本文利用新旧两款不同型号的黑碳仪对珠江叁角洲典型城市广州市(使用AE-33型黑碳仪)和深圳市(使用AE-31型黑碳仪)的BC浓度进行在线观测,结合各站点对应的常规气象资料,对比分析了珠叁角地区不同代表性站点在不同时间段的BC污染特征,同时计算了不同站点的气溶胶波长吸收指数AAE值并据此推测当地BC来源,结合后向轨迹模型和近地层风场数据分析了不同方向气流对BC浓度的影响,相关结果对于认识和了解珠叁角地区大气污染现状与成因具有重要意义。本研究观测站点分别为:深圳市西涌站点(XC,郊区)、深圳市竹子林站点(ZZL,城区)和广州市天河区暨南大学大气超级监测站站点(JNU,城区),深圳市XC和ZZL站点的观测时段为2014年1月1日~2015年6月30日,广州市JNU站点观测时段为2015年10月1日~2016年5月31日。相关研究结果如下:(1)观测期间,深圳市XC和ZZL站点、广州市JNU站点的BC平均浓度分别为(1.12±0.90)μg·m~(-3)、(2.58±2.00)μg·m~(-3)、(2.91±2.28)μg·m~(-3),背景浓度分别为(0.27±1.31)μg·m~(-3)、(1.07±0.85)μg·m~(-3)、(1.43±0.69)μg·m~(-3),气溶胶吸收系数_(abs)分别为(5.87±4.81)Mm~(-1)、(13.47±10.50)Mm~(-1)、(22.60±17.69)Mm~(-1)。叁个站点的背景浓度均小于其平均浓度,BC浓度分布特征均为对数正态分布。ZZL和JNU代表的城区站点的BC和_(abs)值均高于XC代表的郊区站点,广州市JNU城区站点的BC和_(abs)值均高于深圳市ZZL城区站点。XC站点的BC浓度远远低于珠叁角整体BC水平,与全球本底青海瓦里关及海洋大气背景区海南西沙永兴岛的BC浓度较接近,说明深圳市XC站点作为珠叁角地区的区域背景站具有较好的代表性。(2)广州JNU站点和深圳ZZL站点的BC浓度日变化具有明显的峰值和谷值,深圳XC站点作为郊区站点BC浓度日变化不明显。峰值和谷值出现的时间与上下班高峰、机动车行驶规律及大气边界层变化规律相吻合。叁个站点的BC浓度都呈现干季高、湿季低的季节变化特征,且BC浓度在白天低、夜间高。(3)通过分析叁个站点AAE值变化特征,发现叁个站点的AAE值均接近1,说明珠叁角地区BC污染主要来源于化石燃料的燃烧,XC站点受码头船舶排放的污染物影响较大,而ZZL和JNU站点受本地机动车排放的污染物影响较大。干季AAE值大于湿季,是由于干季珠叁角地区生物质燃烧事件增多导致干季生物质燃烧对珠叁角地区BC的贡献大于湿季。(4)受近地面风场传输影响,城区站点和郊区站点表现不同的特征:JNU和ZZL城市站点主要受本地排放源的影响,在风速较低时BC易聚积导致BC浓度增高;XC郊区站点主要受中远距离的污染物输送影响较大,当上风向的风携带污染物较多时导致BC浓度增高。深圳市XC站点西北方向32km处是世界第叁大集装箱码头(深圳盐田港),其排放的污染物较多,当西北风达到一定程度时(10~20m·s~(-1)),码头排放的污染物将严重影响XC站点的BC浓度。(5)根据后向轨迹聚类分析,来自中国大陆腹地的气流携带污染物较多且污染较大,当受其控制时,珠叁角地区BC浓度偏大;来自南海的气流携带污染物较少且污染较小,当受其控制时,珠叁角地区BC浓度偏小。ZZL站点周边和本地排放的污染物较易积聚,同时受珠叁角地区形成的小尺度涡旋气流影响,表现出与珠叁角核心区类似的污染性状。珠叁角地区干湿季盛行风向不同,干季受大陆性气流传输影响为主,远距离输送的污染物与珠叁角周边城市的本地排放污染物迭加使得干季珠叁角地区BC浓度较大;湿季受海洋性气流传输影响,气流携带污染物较少且较清洁,使得湿季珠叁角地区BC浓度较小;可能受高雄重化工基地排放的污染物影响,来自台湾海峡的气流传输对珠叁角地区BC浓度有一定的影响,是影响珠叁角地区BC浓度需要注意的一个因素。本研究是国内使用AE-33新型黑碳仪观测BC较早的研究课题组,本研究对新旧两款不同型号的黑碳仪在观测使用及数据处理方面作出了详细说明。

詹建琼[7]2010年在《北极新奥尔松黑碳气溶胶特征研究》文中指出在过去的100年中,北极温度升高速率几乎是全球平均速率的两倍,尽管人为长生命期的温室气体GHGs在气候系统辐射强迫中占主导地位,黑碳气溶胶和其它短生命期的污染物却能很好地解释北极气候增暖较快的原因。本研究采用2005—2008年中国黄河站夏季科学考察期间对新奥尔松地区进行的连续4年的黑碳气溶胶浓度观测试验,结合气象观测资料,分析了新奥尔松地区黑碳气溶胶浓度的变化特征;采用EEMD分析方法探讨黑碳气溶胶浓度各时间尺度变化特征;应用后向轨迹和簇分析方法揭示新奥尔松地区黑碳气溶胶来源,并评估各源区对新奥尔松地区黑碳气溶胶的影响。主要结果如下:1. 2005—2008年新奥尔松地区夏季黑碳气溶胶背景浓度为7.16ng/m3,黑碳气溶胶小时浓度中位数为14.58ng/m3。整个观测期间,黑碳气溶胶浓度逐年上升,上升速率约为4.02ng/(m3.y)。2.高黑碳气溶胶浓度主要出现在SE—NW扇区,且随风速的增大,黑碳气溶胶浓度逐渐降低,当风速高于5m/s时,黑碳气溶胶浓度变化不大。3.根据EEMD方法分析可知,黑碳气溶胶浓度序列包含了2~5小时仪器、环境噪声,6~12小时人为活动扰动, 0.5~2天左右的局地气象、局地排放和降水的信号,以及较长时间尺度的大气活动影响。其中时间尺度为3天左右的震荡体现北大西洋气旋/西欧陆地型低压影响,2~6天左右的振荡体现西伯利亚气旋活动的影响,6~14天左右的震荡体现中高纬度的大气输送。此外,黑碳气溶胶浓度序列包含了周期大于20天的震荡,因资料长度有限,此震荡所代表的物理意义还有待于更长时间系列资料的验证。4.新奥尔松地区夏季气团轨迹可源自8个不同的区域,分别为大西洋、加拿大北部簇(簇1),大西洋、北欧簇(簇2),北欧、俄罗斯簇(簇3),中西伯利亚、俄罗斯簇(簇4),大西洋、格陵兰岛簇(簇5),阿拉斯加、东西伯利亚簇(簇6),北加拿大,阿拉斯加簇(簇7),北极海盆簇(簇8),其中43%的气团源自北极海盆簇(簇8),源自中西伯利亚、俄罗斯簇(簇4)的气团较少,仅占总簇的2%。这些簇中大西洋、北欧簇(簇2),中西伯利亚、俄罗斯簇(簇4),阿拉斯加、东西伯利亚簇(簇6),体现了气旋传输路径。5.北极海盘簇黑碳气溶胶浓度距平年变化情况与NAO指数变化情况基本一致。NAO强的年份,该簇浓度距平高;NAO弱的年份,该簇浓度距平低。新奥尔松地区夏季黑碳气溶胶浓度与大西洋、北美、欧洲城市、俄罗斯中部、阿拉斯加等地排放输送有关。

韩永翔, 孙海波, 刘建慧, 赵天良, S.L.Gong[8]2014年在《青藏高原黑碳气溶胶传输及沉降的季节特征模拟分析》文中研究指明根据全球气溶胶气候模式GEM-AQ/EC的1995~2004年模拟,分析了青藏高原大气黑碳气溶胶的来源、传输及沉降季节特征。研究表明:青藏高原黑碳气溶胶主要来自自由对流层和大气边界层的输送。相对于自由对流层的黑碳输送,紧邻青藏高原的南亚、东亚以及东南亚大气边界层的输送更有效,它形成了青藏高原由北向南、自西往东黑碳气溶胶浓度和沉降明显递增的基本分布形态。横跨欧亚大陆自由对流层的黑碳气溶胶由西向东向青藏高原的输送全年不变,夏季输送路径最北但强度最弱,冬季路径最南而强度最强。大气边界层黑碳气溶胶的输送受控于亚洲季风环流变化,来自南亚的黑碳气溶胶在春季越过孟加拉湾传输进入高原东南部,夏季则可翻越喜马拉雅山抵达青藏高原南部腹地;同时我国中部排放的黑碳气溶胶也在东亚夏季风向北扩展中驱动它从东向西往青藏高原东北部传输。从秋季到冬季,随着夏季风撤退,南亚黑碳源区向青藏高原传输衰退,东亚冬季风的反气旋性环流的南侧及西南侧的偏东风携带秋季我国东南部源区和冬季东南亚源区黑碳气溶胶向青藏高原东南部传输。受青藏高原明显的暖湿季和干冷季气候影响,干湿沉降分别主导了青藏高原冬季和夏季黑碳沉降,夏季青藏高原黑碳气溶胶沉降总量大多超过8~10 kg·km-2,在高原东北部的最高值超过40 kg·km-2。冬季青藏高原黑碳气溶胶沉降量最低,大部地区黑碳沉降低于5 kg·km-2。青藏高原黑碳沉降的冬夏季节相差约为2~8倍。

田彪[9]2018年在《中国第七次北极科学考察航线上空黑碳气溶胶研究》文中研究表明黑碳气溶胶是不完全燃烧释放的大气气溶胶成分,影响地球大气、地表的辐射平衡及能量收支,进而对全球的气候变化产生影响。目前,全球对黑碳气溶胶的研究主要包括两个方面:一种是黑碳气溶胶观测及影响因素研究;另一种为黑碳气溶胶的辐射强迫研究。北极地区作为全球气候变化的“放大器”,黑碳气溶胶浓度的变化势必对北极地区的大气及冰雪表面能量收支状况产生影响。但在北极地区,黑碳气溶胶的固定观测站点分布很少,对北冰洋上空黑碳气溶胶的空间分布的研究也较少。2016年7月11日至9月24日,在中国第七次北极科学考察期间,我们利用AE-31型黑碳仪对走航路线上空黑碳气溶胶浓度进行了观测。航测纬度范围从31.31°N至82.88°N。本文通过对观测结果进行分析,针对走航路线上空黑碳气溶胶的时空分布特征及影响因素进行了探究,主要结论如下:(1)历次航测黑碳气溶胶的空间变化特征相对一致:在中纬度靠近陆地海域呈现出了高浓度特征;在高纬度距离陆地相对较远海域则呈现出低浓度特征。此次航测期间北冰洋黑碳气溶胶浓度偏高,可能与特定航段受到高浓度污染气团跨境传输影响有关。(2)第七次北极科学考察海域上空黑碳气溶胶浓度具有很明显的季节变化特征:在对应海域范围内,返程黑碳气溶胶浓度相对于去程期间要偏高,特别是在日本海、西北太平洋海域、北冰洋海域范围内,季节变化差异更加明显。(3)气象要素对不同海域上空黑碳气溶胶浓度的影响比较复杂:考虑到影响黑碳气溶胶湿沉降的天气现象一般持续时间都较短,所以在短时间特定航段分析气象要素对黑碳气溶胶浓度影响时,表现出很强的相关性。(4)基于HYSPLIT后向气团轨迹模型分析黑碳气溶胶在全航线上季节变化特征发现:季风转换引起陆源输送强度的明显变化是导致去程和返程不同海域黑碳气溶胶碳浓度季节性差异明显的主要原因。(5)基于MODIS AOD遥感影像与AirFire北极传输潜力模型两种方法,第一次比较清晰地确定了俄罗斯西伯利亚地区火点燃烧释放污染气团的跨境传输对北冰洋上空黑碳气溶胶浓度的显着影响。

孙家仁[10]2007年在《中国地区黑碳气溶胶的输送及其气候效应研究》文中研究指明本论文包含以下两个主要研究内容:一.将两个国际上比较先进的模式——NCAR/UCAR联合开发的新一代大气环流模式(GCM)Community Atomospheric Model3.0(CAM3.0)和龚山陵博士主持开发的加拿大气溶胶模块(Canadian Aerosol Module,CAM)——进行单向在线耦合,开发了一个“气溶胶—气候”耦合模式。应用该耦合模式模拟比较了不同排放源(本文使用了叁种排放源资料,分别为GEIA的全球资料、David Streets的2000和2004年东亚地区的资料)情形下中国地区模拟结果的差异,并将它们与中国地区的观测资料作了对比,分析了模拟的不确定性因素。结合上述排放源的比较,描述了中国地区黑碳气溶胶(BC)的输送特征,对产生这种特征的原因进行了分析。二.对中国地区的黑碳气溶胶的气候效应进行了研究。利用CAM3.0自带的气溶胶模式分别研究了全球仅中国区域有黑碳、硫酸盐、黑碳+硫酸盐气溶胶情况下对东亚夏季风的影响。这种气候效应是国际上前沿的科学问题,十分有研究价值。得出如下几点主要结论:1. GEIA试验模拟显示的全球冬夏黑碳气溶胶的分布与其源强分布一致。黑碳气溶胶的全球输送与大气环流形式比较一致,中国地区受亚洲季风的影响,在近地面上,冬季长距离输送较显着,夏季不明显。2.气溶胶—气候耦合模式模拟使用的GEIA的排放源源强约是David Streets的源强的两倍,而David Streets的两个源的源强比较一致。通过叁个试验模拟结果与中国地区实测资料的比较得出,模拟结果相对于重污染城市测站以及西部偏远测站偏低,但和本底站观测值比较接近。普遍来看,GEIA试验模拟与实测资料拟合得较好。3.中国地区黑碳气溶胶的输送受东亚季风系统(如副高、西风急流等)的驱动有季节变化。一般来说,在地面上,冬季由北向南输送,夏季由南向北输送。冬季越西太平洋的长距离输送较强,夏季这种纬向输送不显着,而主要表现为由低纬向高纬的经向输送形势。500hpa以上各层的黑碳气溶胶在西风带的作用下,几乎都是自西向东的长距离输送,输送强度有季节性差异,其中,夏秋季较强,春冬较弱。黑碳气溶胶整层长距离输送形势也显示,夏秋季输送较强,春冬季较弱,由春到冬输送带先向北移动再向南移动,夏季移至最北,秋季开始南退,冬季缩至最南。黑碳气溶胶的长距离输送主要发生在500hpa以上的高层,这些高层的输送量占整层气溶胶含量的大部分。4.通过CAM3.0自带的气溶胶同化系统的模拟得出:中国区域硫酸盐气溶胶引起全球平均辐射强迫为-0.25W/m~2,黑碳为+0.13W/m~2;中国区域硫酸盐使得中国内陆约25°N以北普遍降温,与硫酸盐浓度分布相对应的,在四川盆地、东北和西北地区存在叁个较显着的降温区,降温值皆可达-0.7°C左右。黑碳气溶胶引起除了青藏高原、新疆中部、云南和广西等地区升温以外,中国其它地区都降温,其中,东北、四川盆地、内蒙中北部降温显着。这两种气溶胶都使海洋上气温升高。从而使得海陆温差减小,陆地表面气压显着升高,海洋表面气压略有升高或降低,因而对东亚夏季风起到减弱的作用。其中,硫酸盐对其减弱贡献较大,导致中国区域季风降水明显减少,而黑碳气溶胶贡献较小,长江中下游地区降水还有增加。季风强度指数的定量计算上也说明了这一点。硫酸盐气溶胶对中国地区的对流活动起抑制作用,而黑碳气溶胶对中国东南地区的对流活动起加强作用。这两种气溶胶通过直接气候效应主要影响积云降水。东亚夏季风的减弱除了由于两种气溶胶对地表气温的影响引起海陆热力差异缩小并进一步改变大气环流以外,海陆降水变化差异引起的海陆潜热加热变化差异也是一个不可忽视的因素。

参考文献:

[1]. 我国大陆地区大气黑碳气溶胶观测研究[D]. 秦世广. 中国气象科学研究院. 2001

[2]. 黑碳气溶胶的直接辐射强迫及其气候效应的模拟研究[D]. 王志立. 南京信息工程大学. 2008

[3]. 我国地区黑碳气溶胶时空分布研究[D]. 朱厚玲. 中国气象科学研究院. 2003

[4]. 中国地区黑碳与沙尘气溶胶的数值模拟研究[D]. 孙海波. 南京信息工程大学. 2013

[5]. 北极考察沿线黑碳气溶胶的含量及分布特征[D]. 邢洁. 中国科学技术大学. 2014

[6]. 珠叁角典型城市黑碳气溶胶污染特征及影响因素分析[D]. 程丁. 暨南大学. 2018

[7]. 北极新奥尔松黑碳气溶胶特征研究[D]. 詹建琼. 国家海洋局第叁海洋研究所. 2010

[8]. 青藏高原黑碳气溶胶传输及沉降的季节特征模拟分析[J]. 韩永翔, 孙海波, 刘建慧, 赵天良, S.L.Gong. 干旱气象. 2014

[9]. 中国第七次北极科学考察航线上空黑碳气溶胶研究[D]. 田彪. 山东师范大学. 2018

[10]. 中国地区黑碳气溶胶的输送及其气候效应研究[D]. 孙家仁. 中国气象科学研究院. 2007

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我国大陆地区大气黑碳气溶胶观测研究
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