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相似文献
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1.
黑碳气溶胶对我国区域气候影响的数值模拟   总被引:7,自引:0,他引:7  
利用区域气候模式RegCM3模拟研究了黑碳气溶胶对我国区域气候的影响。以2000年1、4、7、10月为代表,计算分析了黑碳气溶胶的辐射强迫作用、对大气温度和降水的影响及其季节变化特征。模拟结果显示:黑碳气溶胶在大气层顶产生正的辐射强迫,在地表产生负的辐射强迫;黑碳气溶胶的加入使中国大陆地区地面温度发生明显变化,并呈现显著的季节特征,即1月大部分地区的地面温度均有升高;7月北方增温、南方降温;4月和10月地面温度的变化不明显。模拟结果也表明,黑碳气溶胶的排放使我国长江中下游等南方地区夏季降水增加,而北方部分地区降水减少。  相似文献   

2.
中国地区大气气溶胶辐射强迫及区域气候效应的数值模拟   总被引:47,自引:5,他引:42  
利用太阳直接辐射日总量和日照时数等多年观测资料,反演了中国地区大气气溶胶0.75 μm光学厚度的年、月平均值,分析了我国大气气溶胶状况的时空分布特征。据此,在中国区域气候模式中考虑气溶胶的辐射影响,模拟中国地区气溶胶直接辐射强迫的大小及气候响应的季节变化特征。计算结果表明: 我国大气气溶胶光学厚度多年平均分布状况是以四川盆地为大值中心向四周减少;长江中下游武汉附近和南疆盆地为另两个大值中心;青藏高原为气溶胶低值区;我国绝大部分地区春季气溶胶光学厚度值最大,各地气溶胶光学厚度最小值出现的季节则有所不同。气溶胶辐射强迫介于-5.3~-13 W/m2之间;辐射强迫具有春、夏季大,秋、冬季小,冬季南方偏大,夏季北方偏大的特征。气溶胶辐射强迫的分布与其光学厚度的分布基本一致。由于气溶胶的影响,中国大陆地区地面气温均有所下降,四川盆地到长江中下游地区以及青藏高原北侧到河套地区降温最为明显,分别可达-0.4℃和-0.5℃。气候响应具有明显的季节特征。地面气温的变化除与辐射强迫的大小有关外,还受大气环流的影响。  相似文献   

3.
中国硫酸盐气溶胶及其辐射强迫的模拟   总被引:8,自引:5,他引:3  
根据2000年污染源排放资料,利用中尺度气象模式和欧拉输送模式模拟了中国地区硫酸盐气溶胶的分布,估计了硫酸盐气溶胶对地面—对流层大气系统造成的直接辐射强迫,并估算了间接辐射强迫。结果表明,硫酸盐的分布集中在华中、华东和西南地区;硫酸盐的柱含量、辐射强迫都具有明显的季节变化特征,直接辐射强迫表现为冬春季强,夏秋季较弱,全年平均辐射强迫值为-0.71W·m-2;间接辐射强迫表现为夏秋季强,冬春季弱,全年平均值为-0.48W·m-2。  相似文献   

4.
气候模式分辨率作为影响模式模拟结果的重要因素,其对气溶胶与云相互作用的影响尚未全面认识。利用公共大气模型CAM5.3在3种分辨率(2°、1°、0.5°)下,分别采用2000年和1850年气溶胶排放情景进行试验,检验提高分辨率是否能改进气候模式的模拟能力,分析不同分辨率下气溶胶气候效应的异同,探索模式分辨率对气溶胶气候效应数值模拟结果的影响。通过观测资料与模式结果对比发现,提高分辨率可以明显改进模式对总云量、云短波辐射强迫的模拟能力,0.5°分辨率下模拟结果与观测更接近,其他变量并无明显改善。在不同分辨率下,全球平均的气溶胶气候效应较为一致,总云量、云水路径均增加,云短波和长波辐射强迫均加强,而云顶的云滴有效半径和降水均减小,地面气温降低。不同分辨率下,气溶胶增加引起的气溶胶光学厚度、云水路径、地面温度、云短波和长波辐射强迫变化的纬向平均分布相似但大小存在差异;而降水和云量变化的纬向分布与大小均存在较大差异,在区域尺度上还存在较大的不确定性。全球平均而言, 0.5°分辨率下气溶胶的间接辐射强迫相比1°分辨率下的结果降低了2.5%,相比2°分辨率下的结果降低了6.4%。提高模式分辨率可以部分改进模式模拟能力,同时,气溶胶的间接效应随着模式分辨率的提高而减弱。但气溶胶引起的云量、降水的变化在不同分辨率下差异较大,存在较大的不确定性。   相似文献   

5.
张天航  廖宏  常文渊  刘瑞金 《大气科学》2016,40(6):1242-1260
目前气候模式对沙尘气溶胶直接辐射强迫模拟仍有很大不确定性,多模式对比有助于定量评估不确定范围。国际大气化学—气候模式比较计划(Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project,ACCMIP)旨在评估当前模式对短寿命大气成分辐射强迫和气候效应的模拟能力。基于7个ACCMIP模式模拟的中国地区沙尘气溶胶浓度,我们评估了中国区域沙尘气溶胶直接辐射强迫和不确定性范围。结果显示,中国区域沙尘气溶胶年排放总量为215±163 Tg a-1,区域年均地表浓度为41±27 μg m-3,柱浓度为9±4 kg m-2,光学厚度为0.09±0.05。中国区域年均沙尘气溶胶产生的大气顶短波、长波和总辐射强迫分别为-1.3±0.8 W m-2、0.7±0.4 W m-2和-0.5±0.7 W m-2;地表短波、长波和总的辐射强迫值为-1.5±1.0 W m-2、1.8±0.9 W m-2和0.2±0.2 W m-2。沙尘气溶胶长波辐射强迫对沙尘浓度的垂直分布敏感。高层沙尘气溶胶浓度越大,其在大气顶产生更强的正值长波辐射强迫。然而,沙尘气溶胶短波辐射强迫主要受整层沙尘柱浓度控制,对沙尘浓度的垂直分布较不敏感。本文结果可为中国沙尘气溶胶的气候模拟提供参考。  相似文献   

6.
气溶胶有效辐射强迫是评估气溶胶气候效应的有效指标。本文利用国际耦合模式比较计划(CMIP5)中7个模式的模拟结果,评估了模式对东亚地区气溶胶光学厚度和有效辐射强迫的模拟水平,并分析了东亚地区平均地表温度对局地人为气溶胶强迫的响应。研究结果显示,大部分模式低估了中国东部和西南部污染地区的气溶胶光学厚度,这可能与模式中气溶胶局地排放、化学过程以及模式分辨率有关;多模式平均的东亚地区气溶胶有效辐射强迫为.4.14 W m.2,气溶胶在东亚地区有明显的降温效应,1850–2005年气溶胶浓度增加使得东亚地区降温.1.05°C。  相似文献   

7.
黑碳气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究   总被引:15,自引:3,他引:15  
张华  马井会  郑有飞 《大气科学》2008,32(5):1147-1158
利用一个改进的辐射传输模式,结合全球气溶胶数据集(GADS),计算晴空条件下冬夏两季黑碳气溶胶的直接辐射强迫在对流层顶和地面的全球分布。计算结果表明,与温室气体引起的整层大气都是正的辐射强迫不同,黑碳气溶胶的辐射强迫在对流层顶为正值,而在地面的辐射强迫却是负值。作者从理论上解释了造成这种结果的原因。对北半球冬季和夏季而言,在对流层顶黑碳气溶胶的全球辐射强迫的平均值分别为0.085W/m2和0.155 W/m2,在地面则分别为-0.37 W/m2和-0.63 W/m2。虽然气溶胶的辐射强迫主要依赖于其本身的光学性质和在大气中的浓度,太阳高度角和地表反照率对黑碳气溶胶的辐射强迫会产生很大的影响。研究指出:黑碳气溶胶在对流层顶正的辐射强迫和在地面负的辐射强迫的绝对值都随太阳天顶角的余弦和地表反照率的增加线性增大;地表反照率对黑碳气溶胶辐射强迫的强度和分布都有重要影响。黑碳气溶胶的辐射强迫分布具有明显的纬度变化特征,冬夏两季的大值区都位于30°N~90°N之间,表明人类活动是造成黑碳气溶胶辐射强迫的主要原因。  相似文献   

8.
利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式离线耦合一个气溶胶同化系统,模拟研究了中国区域硫酸盐气溶胶的直接气候效应对东亚夏季风及其降水的影响。结果显示:中国区域硫酸盐气溶胶引起全球平均的直接辐射强迫为-0.25 W/m2,中国内陆约25°N以北普遍降温,而海表温度升高。由此导致海陆温差缩小,东亚夏季风强度减弱,中国地区季风降水明显减少,而尤以积云降水减少起主要作用。硫酸盐气溶胶对中国地区的对流活动起抑制作用。  相似文献   

9.
利用搭载在Terra卫星上的CERES和MODIS两颗传感器所提供的大气辐射通量和气溶胶数据,结合Fu-Liou辐射传输模式和SPRINTARS气溶胶模式,对中国海域气溶胶在大气顶的短波直接辐射强迫进行了研究.结果表明:(1)在中国海域,CERES的大气顶短波辐射通量与MODIS在550 nm处气溶胶光学厚度(AOT550)存在着非常好的线性相关关系,相关系数0.9左右,说明中国海域气溶胶对于大气顶的短波辐射通量作用是显著的;(2)利用这一线性相关关系,在中国海域,结合CERES和MODIS两颗传感器数据直接计算获取气溶胶瞬时短波直接辐射强迫(Fs).计算发现Fs具有明显的时间变化规律和空间分布特征:在时间上,Fs具有明显的季节变化,春季最大而夏季最小,秋、冬季介于两者之间.在空间上,Fs具有明显的区域分布特征,等值线沿着海岸线分布,随着离岸距离的增加而减小,这一特征说明陆源气溶胶是中国海域气溶胶的主要来源.同时,在数值上,AOT550与Fs在4个季节中都存在着相当好的负相关关系,说明气溶胶减少了进入大气顶的短波辐射,总体来说是"冷室作用";然后,利用Fu-Liou辐射传输模式计算获得修正因子,将卫星获得的Fs转化为日平均短波直接辐射强迫(Fd),得到中国海域的气溶胶日平均短波直接辐射强迫的分布;最后,利用SPRINTARS气溶胶模式的模拟结果,与上述卫星获得的日平均短波直接辐射强迫进行了比较,两者具有非常好的一致性.  相似文献   

10.
利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式离线耦合一个气溶胶同化系统,模拟研究了中国区域硫酸盐气溶胶的直接气候效应对东亚夏季风及其降水的影响.结果显示:中国区域硫酸盐气溶胶引起全球平均的直接辐射强迫为-0.25 w/m2,中国内陆约25°N以北普遍降温,而海表温度升高.由此导致海陆温差缩小,东亚夏季风强度减弱,中国地区季风降水明显减少,而尤以积云降水减少起主要作用.硫酸盐气溶胶对中国地区的对流活动起抑制作用.  相似文献   

11.
利用国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.0,结合IPCC 第五次评估报告给出的最新有效辐射强迫的概念,模拟了自工业革命以来由于人类活动造成的甲烷浓度增加引起的有效辐射强迫及其气候效应。得出如下结论:甲烷浓度增加造成的有效辐射强迫的全球平均值为0.49 W/m2;导致全球平均地表温度上升0.31 ℃,升温主要分布在南北半球中高纬度地区;全球平均降水量增加0.02 mm/d,赤道辐合带降水中心有向北移动的趋势;地表水汽通量的变化使高纬度地区云量增加(约4%),而中低纬度地区云量减小(约-3%)。  相似文献   

12.
硫酸盐和烟尘气溶胶辐射特性及辐射强迫的模拟估算   总被引:21,自引:6,他引:21       下载免费PDF全文
张立盛  石广玉 《大气科学》2001,25(2):231-242
利用已有的硫酸盐和烟尘气溶胶折射指数资料,精确计算了这两种气溶胶从太阳短波到红外谱段的辐射特性。然后,在LLNL化学输送模式(CTM)模拟的硫酸盐和烟尘气溶胶资料及改进的气溶胶参数化基础上,在国内首次用GCM估算了这两种气溶胶引起的全球辐射强迫。结果表明:(1)西欧是全球最大的硫酸盐辐射强迫中心,最大值出现在夏季,达-5.0W/m2;(2)烟尘强迫的最大中心出现在夏季的南美和非洲中南部,为4.0W/m2;(3)南半球大陆人为气溶胶的强迫不容忽视;(4)某些地区人为气溶胶的强迫在量值上可与CO2等温室气体引起的强迫相比拟。  相似文献   

13.
平流层气溶胶的辐射强迫及其气候响应的水平二维分析   总被引:7,自引:0,他引:7  
利用比较先进的辐射模式计算了平流层气溶胶的辐射强迫,并对之进行了参数化。结果发现平流层气溶胶的辐射强迫的水平分布不仅与其本身的水平变化有关,而且与下垫面的反照率有很大的关系。利用近期开发的二维能量平衡模式模拟了皮纳图博火山气溶胶对地面平衡温度的影响,结果表明:皮纳图博火山至喷发后1年半左右降温达最大,至喷发后第5年降温已很小。  相似文献   

14.
 The concept of radiative forcing has been extensively used as an indicator of the potential importance of climate change mechanisms. It allows a first order estimate of the global-mean surface temperature change; and it is possible to compare forcings from different mechanisms, on the assumption that similar global-mean forcings produce similar global-mean surface temperature changes. This study illustrates two circumstances where simple models show that the conventional definition of radiative forcing needs refining. These problems arise mainly with the calculation of forcing due to stratospheric ozone depletion. The first part uses simple arguments to produce an alternative definition of radiative forcing, using a time-dependent stratospheric adjustment method, which can give different forcings from those calculated using the standard definition. A seasonally varying ozone depletion can produce a quite different seasonal evolution of forcing than fixed dynamical heating arguments would suggest. This is especially true of an idealised and extreme “Antarctic ozone hole” type scenario where a sudden loss of ozone is followed by a sudden recovery. However, for observed ozone changes the annually averaged forcing is usually within 5% of the forcing calculated using the fixed dynamical heating approximation. Another problem with the accepted view of radiative forcing arises from the definition of the tropopause considered in the second part of this study. For a correct radiative forcing estimate the “tropopause” needs to separate the atmosphere into regions with a purely radiative response and those with a radiative-convective response. From radiative-convective model results it is found that radiative equilibrium conditions persist for several kilometres below the tropopause (the tropopause being defined as where the lapse rate reaches 2 K km-1). This region needs to be included in stratospheric adjustment calculations for an accurate calculation of forcing, as it is only the region between the surface and the top of the convection that can be considered as a single, forced, system. Including temperature changes in this region has a very large effect on stratospheric ozone forcing estimates, and can reduce the magnitude of the forcing by more than a factor of two. Although these experiments are performed using simple climate models, the results are of equal importance for the analysis of forcing-response relationships using general circulation models. Received: 25 October 1996/Accepted: 14 April 1997  相似文献   

15.
The study investigated the effects of global direct radiative forcing due to carbonaceous aerosol on the climate in East Asia, using the CAM3 developed by NCAR. The results showed that carbonaceous aerosols cause negative forcing at the top of the atmosphere (TOA) and surface under clear sky conditions, but positive forcing at the TOA and weak negative forcing at the surface under all sky conditions. Hence, clouds could change the sign of the direct radiative forcing at the TOA, and weaken the forcing at the surface. Carbonaceous aerosols have distinct effects on the summer climate in East Asia. In southern China and India, it caused the surface temperature to increase, but the total cloud cover and precipitation to decrease. However, the opposite effects are caused for most of northern China and Bangladesh. Given the changes in temperature, vertical velocity, and surface streamflow caused by carbonaceous aerosol in this simulation, carbonaceous aerosol could also induce summer precipitation to decrease in southern China but increase in northern China.  相似文献   

16.
利用区域气候模式RegCM3模拟2000年我国黑碳气溶胶的分布特征和辐射强迫。结果表明,黑碳气溶胶主要分布在我国黄河以南、青藏高原以东的广大区域,柱含量由南向北递减;柱含量最大值在0.6mg/m^2以上,出现在中南、四川盆地、湖南、贵州、广西、广东西部和云南南部等地区;青藏高原南侧黑碳气溶胶次高值区的存在,反映了气溶胶的跨国界输送并影响区域气候的特点。黑碳气溶胶的大气顶辐射强迫介于0.1—0.8w/m^2之间,地表辐射强迫介于-0.1— -2.0W/m^2之间,两者分布特征与柱含量分布特征基本一致。同柱含量相似,黑碳气溶胶大气顸辐射强迫和地表辐射强迫也有明显的季节性变化,春季最大,秋、冬季次之,夏季最小。  相似文献   

17.
As part of the development work of the Chinese new regional climate model (RIEMS), the radiative process of black carbon (BC) aerosols has been introduced into the original radiative procedures of RIEMS,and the transport model of BC aerosols has also been established and combined with the RIEMS model.Using the new model system, the distribution of black carbon aerosols and their radiative effect over the China region are investigated. The influences of BC aerosole on the atmospheric radiative transfer and on the air temperature, land surface temperature, and total rainfall are analyzed. It is found that BC aerosols induce a positive radiative forcing at the top of the atmosphere (TOA), which is dominated by shortwave radiative forcing. The maximum radiative forcing occurs in North China in July and in South China in April. At the same time, negative radiative forcing is observed on the surface. Based on the radiative forcing comparison between clear sky and cloudy sky, it is found that cloud can enforce the TOA positive radiative forcing and decrease the negative surface radiative forcing. The responses of the climate system in July to the radiative forcing due to BC aerosols are the decrease in the air temperature in the middle and lower reaches of the Changjiang River and Huaihe area and most areas of South China, and the weak increase or decrease in air temperature over North China. The total rainfall in the middle and lower reaches of the Changjiang River area is increased, but it decreased in North China in July.  相似文献   

18.
Human activities have notably affected the Earth’s climate through greenhouse gases(GHG), aerosol, and land use/land cover change(LULCC). To investigate the impact of forest changes on regional climate under different shared socioeconomic pathways(SSPs), changes in surface air temperature and precipitation over China under low and medium/high radiative forcing scenarios from 2021 to 2099 are analyzed using multimodel climate simulations from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6(CMIP...  相似文献   

19.
The effect of anthropogenic emissions from China on global burdens of ozone, sulphate, organic carbon (OC) and black carbon (BC) aerosols is examined, using the three-dimensional chemistry transport model Oslo CTM2. Two model simulations were performed, the first with global present-day emissions and the second with the anthropogenic emissions from China set to their pre-industrial levels. The global radiative forcing for these species is then calculated. Industrial emissions from China are found to account for a 4–5% increase in the global burden of OC aerosol, the change in secondary organic aerosol being slightly less than that of primary organic aerosol. A 10% increase in the global sulphate aerosol burden is calculated, and the increase in BC is 23%. The global radiative forcing of aerosols from China was calculated to be −62, −3.7, −13 and 89 mW m−2, for sulphate, secondary organic, primary organic and BC aerosols, respectively. The increase in ozone causes a forcing of 77 mW m−2.  相似文献   

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