【摘要】：氣溶膠可通過與云的相互作用影響全球能量平衡,在評估人類活動對地球的輻射強迫中,氣溶膠對云的輻射強迫是最大的不確定性因子。長時間氣溶膠與云衛(wèi)星觀測資料有助于從長期協(xié)同變化角度理解云對氣溶膠變化的響應,而瞬時衛(wèi)星觀測資料可定量分析氣溶膠與云相互作用中的關鍵過程。在氣溶膠濃度出現(xiàn)大范圍變化的背景下,目前缺乏氣溶膠和云屬性在長時間尺度下的變化分析研究,尤其是關于云滴數(shù)濃度(CDNC)和氣溶膠二者的長期協(xié)同變化。在基于瞬時觀測的定量指標分析中,目前缺乏對這些定量指標本身的不確定性研究,比如,降水敏感度(指降水對氣溶膠的敏感度)指標的數(shù)值大小和變化特征在現(xiàn)有衛(wèi)星觀測結果中存在很大的差異。鑒于以上背景,本研究基于A-Train衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)產品,綜合分析氣溶膠和云屬性在過去15年期間的時空變化,重點關注CDNC和氣溶膠指數(shù)(AI)在全球和區(qū)域尺度上的長期協(xié)同變化,本研究進一步系統(tǒng)對比了降水敏感度在不同計算指標及不同衛(wèi)星產品的差異,對降水敏感度在不同穩(wěn)定度和不同降水類型下的變化特征也展開了深入研究。本研究顯示,在2003-2017年期間,氣溶膠相關屬性(包括氣溶膠光學厚度(AOD)、氣溶膠埃式系數(shù)(AE)和氣溶膠指數(shù)(AI))在大西洋北部和中國東部沿海地區(qū)均顯著下降,針對該地區(qū),CDNC也明顯減小,云水路徑(LWP)變化趨勢不明顯,這可能意味著云生命周期效應(云水路徑對氣溶膠變化的響應)在長時間尺度下的作用并不明顯。我們還發(fā)現(xiàn)在給定AOD值條件下,受大顆粒氣溶膠比例顯著增加的影響,全球海洋暖云CDNC減小,有效半徑(CER)增加。此外,針對三個重點區(qū)域(美國東海岸/EUS、歐洲西海岸/WEU、中國東海岸/EC),從前五年(2003-2007)到后五年(2013-2017),CDNC、CER和云光學厚度(COT)的概率分布(PDF)本身都發(fā)生變化,CDNC高值明顯變少,而低值變多,CER的PDF變化與此相反,COT高值也明顯變少,這說明在上述三個地區(qū)污染減排的條件下,有更多光學厚度低且云滴半徑大的云生成,而光學厚度大且云滴半徑小的云則減少。綜合對比分析了降水敏感度在六個不同計算指標及多套衛(wèi)星數(shù)據(jù)集的差異,結果顯示,SPOP(降水概率敏感度)是一個相對穩(wěn)健的降水敏感度指標,它受不同LWP和降水產品的影響較小,而SI(降水強度敏感度)和SR(降水率敏感度)則受不同LWP和降水數(shù)據(jù)的影響較大。不同空間分辨率(空間分辨率為10km和1°)氣溶膠產品對SX_A1(降水對AI的敏感度)影響較小,說明海洋上空的氣溶膠層相對均一。此外,SX_AI與SX_CDNC(降水對CDNC的敏感度)在數(shù)值大小上的差異主要來自CDNC與AI之間的關系,在全球尺度下,本研究表明SX_AI大約為SX_CDNC的三分之一,這種定量關系對SPOP更適用,對SI適用性較弱,關系式SR≈SI+SPOP 一般適用于不同LWP產品和不同大氣穩(wěn)定條件。本研究表明,SPOP對大氣穩(wěn)定度有很強的依賴性,大氣越穩(wěn)定,SPOP值越大,即在大氣很穩(wěn)定時,氣溶膠對降水發(fā)生概率的抑制程度更加明顯,這種依賴性在不同數(shù)據(jù)產品和不同降水類型下都有所體現(xiàn),而SI對大氣穩(wěn)定度的依賴性不明顯。此外,我們的研究結果揭示了降水敏感度在毛毛雨(采用-15dBZ閾值)與大雨(采用OdBZ閾值)之間存在顯著差異,氣溶膠對毛毛雨發(fā)生的抑制程度要比大雨弱,但對毛毛雨降水強度的抑制作用反而強。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P412.27
【圖文】：

即氣溶膠作為云凝結核或冰核，進而影響云屬性及降水效率（Ａｌｂｒｅｃｈｔ，邋１９８９；逡逑Ｔｗｏｍｅｙ，邋１９７７）。在評估人類活動對地球的輻射強迫中，氣溶膠對云的輻射強迫逡逑是最大的不確定性因子（ＩＰＣＣ，２０１３）（見圖１－１），因此研究氣溶膠對云的影響就逡逑具有重要的科學意義。逡逑Ｒａｄｉａｔｉｖｅ邋ｆｏｒｃｉｎｇ邋ｏｆ邋ｃｌｉｍａｔｅ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋１７５０邋ａｎｄ邋２０１１逡逑Ｆｏｒｃｉｎｇ邋ａｇｅｎｔ逡逑，邐—邐—邐｜邐Ｉ邐＇邐！邐１邐Ｉ邐＇邐Ｉ邐＇邐Ｉ逡逑ｃ0？邐Ｆ邋ｙ：；Ｆｔ邋？＇，逡逑Ｗｅｌｌ邋Ｍｉｘｅｄ逡逑Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ邋Ｇａｓｅｓ邐ｏｔｈ＾ｆＷＭＧＨＧ邋［邋ＣＨｔ邋�。蓿郏体澹卞义�？ｙ邐Ｏｚｏｎｅ邐Ｓｔｒａｔｏｓｐｈｅｒｉｃ邋？＞邐Ｉ邋Ｔｒｏｐｏｓｐｈｅｒｉｃ逡逑Ｉ邐Ｍ邋．Ｖ邋ｊ逡逑0）邐Ｓｔｒａｔｏｓｐｈｅｒｉｃ邋ｗａｔｅｒ邐ｔ邋，逡逑ｖａｐｏｕｒ邋ｆｒｏｍ邋ＣＨ４逡逑｜邐Ｓｕｒｆａｃｅ邋Ａｌｂｅｄｏ逡逑＜邐Ｃｏｎｔｒａｉｌｓ邋；邐Ｖ－邋Ｃｏｎ１ｒａ，ｈｎｄｕｃｅｄ邋ｃｒｒｕｓ逡逑Ａｅｒｏｓｏｌ－Ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋Ｉｎｔｅｒａｃ．邐ｔ邋＇邐，邋？逡逑Ａｅｒｏｓｏｌ－Ｃｌｏｕｄ邋Ｉｎｔｅｒａｃ．邋邐—一Ｖ，叫逡逑＿邐Ｔｏｉａ．ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎ．Ｃ邋｜邐＾邐１逡逑Ｕ．邐Ｉ邐＞■逡逑３邐Ｓｏｌａｒ邋ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ邋；邐ｉ？丨逡逑ｃ0邋邐Ｉ邐｜邐，邐ｉ＿＿邐

逡逑一軌跡下（詳見第二章）。文中主要使用到的數(shù)據(jù)產品和主要研究內容見圖１－２。逡逑——邐ｆ邋ＣＥＲＥＳ－ＳＳＦｌｄｅｇ邐ＭＹＤ０４＿Ｌ２邋？邋－｜邋；邐ＭＹ００６＿Ｌ２邐…邐：２＆＊ＧＥ０ＰＲ０ｆ邋ｊ邋？邐；邋Ａ￡＿０ｃｅｄｎ＿Ｌ２Ｂ逡逑Ｇ邋ＭＹＤ０８，Ｄ３邋ｆ）邋｜邋ＣＡＵ＞５ＡｌｆｌＹ邋：邐ｊ邋ＥＣＭＷＦ－ＡＵＸ邋！邐ｊ邐！邋ＰＲ＾＇逡逑…邐１邋ｊ邐１邐■邋｜邋丨邋廠逡逑—邐＾邋，邋１邋ＭｏａａＡ邋ｔ邋｜１邐，邐Ｕ＿逡逑邐ｉ邐邋工二二逡逑（Ｃｉｋ邋．邐ｒａｍ邋ｄａｔａ逡逑ｊ邋ｄａｔａｓｅｔ邋（２００３－２０１７｝邐－？邐１邐；邐—邋Ｒ邋ＰＯＰ邋（１．４ｘ１７ｋｍ）．逡逑［ＣＤＮＣ邋ＬＷＲ邋ＣＯＴＣＥｒ］邐－一，’邋…Ｊ邐－逡逑Ａ００ＡＥＡ１邋」邐%煎五五義希蹋祝繡澹茫希危緬澹ǎ保耄恚╁危蹋祝繡澹ǎ保玻耄恚╁危煎義希懾澹蟈危義希咤澹粒歟猓澹洌镥危鄭椋椋鰣澹埽郟哄澹茫粒眨希繡義襄危掊義希叔五危義希卞巍鰣危危洌鰨幔螅澹翦澹ǎ櫻簦幔睿╁義掀芙河朐剖糶孕偽溴嗚�，，＃￣￣——逦ＬＷ＠C澹茫希危緬澹義澹校希繡澹粒戾義匣ㄈ蠐肭虺叨齲╁危蹋裕櫻櫻ǎ蹋矗歟罰耄恚╁巍義襄五五五澹眨掊危咤義襄

本文編號：2801212