【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(píng)估人類活動(dòng)對(duì)地球的輻射強(qiáng)迫中,氣溶膠對(duì)云的輻射強(qiáng)迫是最大的不確定性因子。長(zhǎng)時(shí)間氣溶膠與云衛(wèi)星觀測(cè)資料有助于從長(zhǎng)期協(xié)同變化角度理解云對(duì)氣溶膠變化的響應(yīng),而瞬時(shí)衛(wèi)星觀測(cè)資料可定量分析氣溶膠與云相互作用中的關(guān)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(zhǎng)時(shí)間尺度下的變化分析研究,尤其是關(guān)于云滴數(shù)濃度(CDNC)和氣溶膠二者的長(zhǎng)期協(xié)同變化。在基于瞬時(shí)觀測(cè)的定量指標(biāo)分析中,目前缺乏對(duì)這些定量指標(biāo)本身的不確定性研究,比如,降水敏感度(指降水對(duì)氣溶膠的敏感度)指標(biāo)的數(shù)值大小和變化特征在現(xiàn)有衛(wèi)星觀測(cè)結(jié)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(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品,綜合分析氣溶膠和云屬性在過去15年期間的時(shí)空變化,重點(diǎn)關(guān)注CDNC和氣溶膠指數(shù)(AI)在全球和區(qū)域尺度上的長(zhǎng)期協(xié)同變化,本研究進(jìn)一步系統(tǒng)對(duì)比了降水敏感度在不同計(jì)算指標(biāo)及不同衛(wèi)星產(chǎn)品的差異,對(duì)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(guān)屬性(包括氣溶膠光學(xué)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(guó)東部沿海地區(qū)均顯著下降,針對(duì)該地區(qū),CDNC也明顯減小,云水路徑(LWP)變化趨勢(shì)不明顯,這可能意味著云生命周期效應(yīng)(云水路徑對(duì)氣溶膠變化的響應(yīng))在長(zhǎng)時(shí)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(duì)三個(gè)重點(diǎn)區(qū)域(美國(guó)東海岸/EUS、歐洲西海岸/WEU、中國(guó)東海岸/EC),從前五年(2003-2007)到后五年(2013-2017),CDNC、CER和云光學(xué)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(gè)地區(qū)污染減排的條件下,有更多光學(xué)厚度低且云滴半徑大的云生成,而光學(xué)厚度大且云滴半徑小的云則減少。綜合對(duì)比分析了降水敏感度在六個(gè)不同計(jì)算指標(biāo)及多套衛(wèi)星數(shù)據(jù)集的差異,結(jié)果顯示,SPOP(降水概率敏感度)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)健的降水敏感度指標(biāo),它受不同LWP和降水產(chǎn)品的影響較小,而SI(降水強(qiáng)度敏感度)和SR(降水率敏感度)則受不同LWP和降水?dāng)?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(chǎn)品對(duì)SX_A1(降水對(duì)AI的敏感度)影響較小,說明海洋上空的氣溶膠層相對(duì)均一。此外,SX_AI與SX_CDNC(降水對(duì)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(guān)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(guān)系對(duì)SPOP更適用,對(duì)SI適用性較弱,關(guān)系式SR≈SI+SPOP 一般適用于不同LWP產(chǎn)品和不同大氣穩(wěn)定條件。本研究表明,SPOP對(duì)大氣穩(wěn)定度有很強(qiáng)的依賴性,大氣越穩(wěn)定,SPOP值越大,即在大氣很穩(wěn)定時(shí),氣溶膠對(duì)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(chǎn)品和不同降水類型下都有所體現(xiàn),而SI對(duì)大氣穩(wěn)定度的依賴性不明顯。此外,我們的研究結(jié)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(duì)毛毛雨發(fā)生的抑制程度要比大雨弱,但對(duì)毛毛雨降水強(qiáng)度的抑制作用反而強(qiáng)。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P412.27
【圖文】：

即氣溶膠作為云凝結(jié)核或冰核，進(jìn)而影響云屬性及降水效率（Ａｌｂｒｅｃｈｔ，邋１９８９；逡逑Ｔｗｏｍｅｙ，邋１９７７）。在評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)地球的輻射強(qiáng)迫中，氣溶膠對(duì)云的輻射強(qiáng)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(duì)云的影響就逡逑具有重要的科學(xué)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(chǎn)品和主要研究?jī)?nèi)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�，辶x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(hào)：2801212