新闻来源:中国科学院大气物理研究所
工业革命以来,人为活动已经显著改变了部分气溶胶的大气含量,并对地-气系统的辐射能量平衡产生影响。利用气候模式,定量估算人为气溶胶引起的辐射强迫并探讨其区域变化一直是气候学界的热点议题。为此,大气所研究人员与国外学者合作,利用所内大气环流模式及CMIP5推荐的长期气溶胶资料,估算了主要人为气溶胶引起的全球辐射强迫,从大时空背景出发,重点分析其在东亚区域的长期演变特征。
研究结果表明:受大气含量增加的影响,当前中国东部(中低纬度)硫酸盐和黑碳气溶胶产生的辐射强迫自1980s以来不断增强,同时段欧美区域(中高纬度)的对应辐射强迫值则不断减弱,与其同期的区域地表亮化现象相对应(图1所示)。这种人为气溶胶辐射强迫的区域差异已对北半球地-气系统辐射收支的纬向分布产生影响(图2所示)。此外,硝酸盐气溶胶是非常值得关注的1类人为源气溶胶,其在东亚区域平均的大气含量、占人为源气溶胶的比重和辐射强迫还在增加。基于CMIP5预估资料,至本世纪末,硝酸盐对全球和东亚区域人为气溶胶直接辐射强迫的贡献分别超过30%和60%(表1所示)。这说明在气溶胶辐射强迫研究中,须注意不同气溶胶的比重及其贡献率。上述估算结果为人为气溶胶辐射强迫的区域时空分布及应用研究提供了一定参考。
Cite this article:
李剑东,毛江玉,王维强,2015: 大气模式估算的东亚区域人为硫酸盐和黑碳气溶胶辐射强迫及其时间变化特征. 地球物理学报,58(4):1103–1120,doi:10.6038/cjg20150402.
Li, J. D., W.-C. Wang, H. Liao, and W. Y. Chang, 2015: Past and future direct radiative forcing of nitrate aerosol in East Asia. Theoretical and Applied Climatology, 121:445–458, doi: 10.1007/s00704-014-1249-1.
Li, J. D., W.-C. Wang, Z. A. Sun., G. X. Wu, H. Liao, and Y. M. Liu, 2014: Decadal variation of East Asian radiative forcing due to anthropogenic aerosols during 1850–2100 and the role of atmospheric moisture. Climate Research, 61(3), 241–257, doi:10.3354/cr01236.
文章链接:
http://manu39.magtech.com.cn/Geophy/CN/abstract/abstract11377.shtml
http://link.springer.com/article/10.1007/s00704-014-1249-1/fulltext.html
http://www.int-res.com/abstracts/cr/v61/n3/p241-257
图表说明:
图1. 模式估算的2010s相对1980s时段(a)硫酸盐和(b)黑碳气溶胶引起的全天空条件下大气顶直接辐射强迫(W m-2)。子图上部中间的数值为全球平均值。
图2. 北半球大气顶人为气溶胶(a)直接和(b)第1类间接辐射强迫(W m-2)的纬向平均时间演变。图中参考时段为1850s,2010以后资料来自CMIP5的RCP4.5情景。
表1. 人为硝酸盐和总人为气溶胶的直接辐射强迫(DRF)及硝酸盐引起的强迫量的比重。这里辐射强迫为大气顶全天空条件下结果,人为气溶胶仅考虑黑碳、有机碳、硫酸盐和硝酸盐,参考时段为1850s。