大氣氣溶膠的氣候效應(yīng)

1、氣溶膠的氣候效應(yīng)氣溶膠的氣候效應(yīng)王文婷王文婷環(huán)境工程環(huán)境工程 氣溶膠簡單介紹 氣溶膠的氣候效應(yīng) 對氣溶膠氣候效應(yīng)的研究展望 一、大氣氣溶膠（一、大氣氣溶膠（AerosolAerosol） 是是液態(tài)液態(tài)或或固態(tài)固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系微粒在空氣中的懸浮體系 參與各種化學(xué)循環(huán)，是大氣的重要組成部分參與各種化學(xué)循環(huán)，是大氣的重要組成部分 10-3102mm 霧、煙、霾、輕霧霧、煙、霾、輕霧( (靄靄) )、微塵和煙霧等、微塵和煙霧等 對于受污染的城市，氣溶膠各有特點；對于污對于受污染的城市，氣溶膠各有特點；對于污染不嚴(yán)重的地方，氣溶膠一般比較穩(wěn)定染不嚴(yán)重的地方，氣溶膠一般比較穩(wěn)定 環(huán)境效應(yīng)和氣候效

2、應(yīng)環(huán)境效應(yīng)和氣候效應(yīng) 二、二、氣溶膠的氣候效應(yīng)氣溶膠的氣候效應(yīng) 第一間接效應(yīng)：人為的氣溶膠增加。第一間接效應(yīng)：人為的氣溶膠增加。 固體液態(tài)水含量中，顆粒濃度的增加和尺度的減固體液態(tài)水含量中，顆粒濃度的增加和尺度的減小，從而導(dǎo)致云反照率的增加。該效應(yīng)也被稱為小，從而導(dǎo)致云反照率的增加。該效應(yīng)也被稱為“TwomeyTwomey效應(yīng)效應(yīng)”。稱為云的反照率效應(yīng)。稱為云的反照率效應(yīng) 第二間接效應(yīng)：人為的氣溶膠增加。第二間接效應(yīng)：人為的氣溶膠增加。 顆粒的尺度減小，降低了降水率，從而調(diào)整了液顆粒的尺度減小，降低了降水率，從而調(diào)整了液態(tài)水含量、云的厚度和云的生命期。該效應(yīng)也被態(tài)水含量、云的厚度和云的生命期。

3、該效應(yīng)也被稱為稱為“云的生命期效應(yīng)云的生命期效應(yīng)” ” 或或“AlbrechtAlbrecht效應(yīng)效應(yīng) 若空氣十分純凈無凝結(jié)核存在，則必須達(dá)到百分之百的過若空氣十分純凈無凝結(jié)核存在，則必須達(dá)到百分之百的過飽和，水汽才能凝結(jié)，而通常大氣的相對濕度很少超過飽和，水汽才能凝結(jié)，而通常大氣的相對濕度很少超過101%101%，因此凝結(jié)核在成云致雨過程中是必不可少的，因此凝結(jié)核在成云致雨過程中是必不可少的 云凝結(jié)核又稱大氣凝結(jié)核（云凝結(jié)核又稱大氣凝結(jié)核（condensation nuclei in condensation nuclei in atmosphereatmosphere）大氣中的水汽能在其上

4、凝結(jié)而成微滴的氣溶）大氣中的水汽能在其上凝結(jié)而成微滴的氣溶膠粒子。半徑約在膠粒子。半徑約在1010-3-3-10m-10m 凝結(jié)核有兩種，一種是凝結(jié)核有兩種，一種是不可溶但能為水濕潤不可溶但能為水濕潤的粒子如塵埃，的粒子如塵埃，可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一種是可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一種是可溶性鹽?？扇苄喳}粒子子，如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化鈉等，其凝結(jié)核所需的過飽，如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化鈉等，其凝結(jié)核所需的過飽和度比第一種小的多，一般在相對濕度小于和度比第一種小的多，一般在相對濕度小于100%100%時就能起時就能起作用作用 巨核巨核（直徑大于（直徑大于2m2m）能產(chǎn)生大云滴，促

5、使降雨形成。來能產(chǎn)生大云滴，促使降雨形成。來源是海浪飛沫干涸、塵土、植物粒子、火山灰等源是海浪飛沫干涸、塵土、植物粒子、火山灰等 氣溶膠粒子的氣候效應(yīng)主要取決于是吸收光還是氣溶膠粒子的氣候效應(yīng)主要取決于是吸收光還是散射光，取決于氣溶膠粒子的折射率散射光，取決于氣溶膠粒子的折射率4.6最強的沙塵暴襲擊北京，最強的沙塵暴襲擊北京，4.7沒有可見沒有可見云云從從4 km至至10 km高度范圍內(nèi)高度范圍內(nèi),存在一層厚存在一層厚度約為度約為6 km的氣溶膠粒子層的氣溶膠粒子層,其消光系數(shù)其消光系數(shù)呈很典型的正態(tài)分布呈很典型的正態(tài)分布沙塵氣溶膠遠(yuǎn)距離輸送帶的高度小于沙塵氣溶膠遠(yuǎn)距離輸送帶的高度小于6.5k

6、m，從圖中可看出可能更高，從圖中可看出可能更高 由于沙塵氣溶膠引起的地面和大氣凈長波輻射的變化量比由于沙塵氣溶膠引起的地面和大氣凈長波輻射的變化量比它們收入的太陽輻射的變化量小得多，沙塵氣溶膠的輻射它們收入的太陽輻射的變化量小得多，沙塵氣溶膠的輻射效應(yīng)主要體現(xiàn)在對太陽輻射的影響方面效應(yīng)主要體現(xiàn)在對太陽輻射的影響方面 沙塵氣溶膠的氣候效應(yīng)與輻射波長和本身粒徑的大小有關(guān)沙塵氣溶膠的氣候效應(yīng)與輻射波長和本身粒徑的大小有關(guān)系系 硫酸鹽氣溶膠可以產(chǎn)生負(fù)的輻射通量，使地表溫硫酸鹽氣溶膠可以產(chǎn)生負(fù)的輻射通量，使地表溫度降低，降水量減少。其中間接輻射強迫不可忽度降低，降水量減少。其中間接輻射強迫不可忽視視 但

7、是多數(shù)模擬沒有考慮相對濕度（硫酸鹽氣溶膠但是多數(shù)模擬沒有考慮相對濕度（硫酸鹽氣溶膠是吸濕性氣溶膠，隨著相對濕度的增大，粒徑會是吸濕性氣溶膠，隨著相對濕度的增大，粒徑會增大至增大至0.1-1m0.1-1m，這樣可以與短波輻射進(jìn)行作，這樣可以與短波輻射進(jìn)行作用）。隨高度的增加，相對濕度減小。用）。隨高度的增加，相對濕度減小。 大氣中的黑炭氣溶膠在短波波段的消光系數(shù)比較大大氣中的黑炭氣溶膠在短波波段的消光系數(shù)比較大, ,一般一般達(dá)到達(dá)到10m10m2 2/g/g以上以上, ,它的單次散射反照率一般小于它的單次散射反照率一般小于0.3,0.3,說明說明黑炭粒子對太陽短波輻射有很強的吸收作用黑炭粒子對太

8、陽短波輻射有很強的吸收作用。同時。同時, ,黑炭黑炭氣溶膠能吸收和發(fā)射紅外輻射氣溶膠能吸收和發(fā)射紅外輻射, ,影響地面和大氣的長波輻影響地面和大氣的長波輻射傳輸。射傳輸。 nBC在大氣中的壽命為在大氣中的壽命為40h(降水過程降水過程)到到1周左右周左右(干潔地區(qū)干潔地區(qū))n相關(guān)系數(shù)達(dá)到了相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.64,這表明這表明BC是大是大氣顆粒物的一個重要組成部分氣顆粒物的一個重要組成部分 大氣頂輻射通量增大最大為大氣頂輻射通量增大最大為+4wm2；地表輻射通量減少地表輻射通量減少-5wm2未來氣溶膠研究主要方面未來氣溶膠研究主要方面 全球范圍內(nèi)氣溶膠的特征即空間、時間分布和粒徑分布以全球范圍內(nèi)氣溶膠的特征即空間、時間分布和粒徑分布以及與此相關(guān)的氣溶膠物理化學(xué)性質(zhì)及與此相關(guān)的氣溶膠物理化學(xué)性質(zhì) 氣溶膠與氣候系統(tǒng)的關(guān)系不是單方面影響，而是相互作用氣溶膠與氣候系統(tǒng)的關(guān)系不是單方面影響，而是相互作用; ;氣溶膠的輻射效應(yīng)對氣候有作用，氣候的變化也作用于氣氣溶膠的輻射效應(yīng)對氣候有作用，氣候的變化也作用于氣溶膠的循環(huán)過程溶膠的循環(huán)過程 直接效應(yīng)：不確定的兩個參數(shù)是元素碳的混合狀態(tài)和顆粒直接效應(yīng)：不確定