沙塵氣溶膠輻射特性的初步研究.pdf

1、大氣氣溶膠在地球輻射平衡中扮演著很重要的角色。氣溶膠不但散射和吸收太陽輻射(直接強(qiáng)迫)，而且還會影響云滴尺度、云滴濃度和云的生命期，從而改變地氣系統(tǒng)的輻射平衡(間接強(qiáng)迫)。 本文利用從2002年6月至2003年5月間，CE-318太陽光度計(jì)在內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗、東勝、錫林浩特三地觀測獲得的太陽直接輻射數(shù)據(jù)，應(yīng)用消光法反演沙塵氣溶膠光學(xué)厚度[AOT(λ)，AerosolOpticalThickness]、粒子譜分布以及沙塵粒子的散射

2、效率因子、單次散射反照率、消光系數(shù)等輻射特性，并分析其變化特征。 結(jié)果表明，該地區(qū)氣溶膠光學(xué)厚度具有明顯的時空變化：春季最大，冬季最小，AOT(λ=440nm)平均值最大為0.78，最小值為0.13。三個觀測點(diǎn)中，光學(xué)厚度額濟(jì)納旗最大，AOT(λ=440nm)平均值為0.34；東勝最小，AOT(λ=440nm)平均值為0.29。不同天氣條件會對大氣氣溶膠的光學(xué)厚度造成不同的影響。在干潔晴好天氣下，氣溶膠是均一、穩(wěn)定的，光學(xué)厚度

3、日變化相對平穩(wěn)；而在沙塵天氣氣溶膠光學(xué)厚度值顯著增大，AOT(λ=440nm)可達(dá)4。光學(xué)厚度的日變化主要有四種形式：(1)早晨高傍晚低，在各地中約占總天數(shù)的24％～29％；(2)早晨低傍晚高，約占35％～36％；(3)早晚低中午高，約占21％～33％；(4)變化平緩，約占4％～14％。 沙塵氣溶膠的散射效率因子、消光效率因子第一主峰的位置在0.1-1.0μm之間，值約為4，并隨著波長λi的增大，第一主峰的位置移向大r方向。吸

4、收效率因子隨著r的增長而逐漸增大，并向1趨近。單次反照率ω0在粒徑為0.1μm-1.0μm之間時有最大值，約為0.97。粒徑在0.1μm-0.4μm的這一部分粒子對總消光系數(shù)的貢獻(xiàn)最大，最大消光系數(shù)βe(440)=0.36km-1。粒子在波長440nm處的消光能力最強(qiáng)，隨著波長的增大，粒子的消光能力逐漸減弱。氣溶膠粒子各項(xiàng)消光參數(shù)對虛部的變化非常敏感，虛部即使有一個很小的變化也會對總體消光產(chǎn)生很大的影響。 在假設(shè)沙塵粒子譜服從

5、Junge譜的基礎(chǔ)上，反演了沙塵氣溶膠粒子譜，并分析其變化特征。反演結(jié)果表明，沙塵粒子譜在粒徑0.3μm、0.6μm和1.0μm處出現(xiàn)峰值，分別約為108cm-2·μm-1、107cm-2·μm-1、106cm-2·μm-1。但是在不同天氣條件下粒子譜有很大差異，在沙塵暴天氣中，大粒子和巨粒子數(shù)有明顯的增加，粒子數(shù)濃度要比晴天背景大氣大了約一個量級。春季氣溶膠粒子數(shù)濃度最大，約為8.22×109cm-2·μm-1，夏秋季次之，約為2.0