【摘要】：在過去二十多年里,國(guó)內(nèi)外對(duì)硫酸鹽氣溶膠做了大量研究,對(duì)它在大氣中的排放、含量、光學(xué)特征和輻射強(qiáng)迫都有了深入的認(rèn)識(shí)。由于硝酸鹽氣溶膠在大氣中平均含量比硫酸鹽低很多,因此以往對(duì)硝酸鹽的研究沒有給予重視。然而,近年來的研究表明,硝酸鹽氣溶膠的散射性質(zhì)在某些波段強(qiáng)于硫酸鹽;同時(shí),由于未來對(duì)人為硫酸鹽前體物的減排,硫酸鹽氣溶膠會(huì)大大減少,而硝酸鹽氣溶膠的排放卻迅速增加,其在總?cè)藶闅馊苣z所占比例越來越高,未來硝酸鹽氣溶膠的輻射強(qiáng)迫可能會(huì)超過硫酸鹽氣溶膠,同時(shí)在地區(qū)范圍內(nèi)和季節(jié)尺度上成為重要的輻射強(qiáng)迫和氣候影響因子。因此,為了深入了解硝酸鹽氣溶膠的濃度與輻射強(qiáng)迫,本文利用中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心的新一代氣溶膠大氣化學(xué)—?dú)夂蚰Ｊ皆诰�耦合模式系統(tǒng)BCC_AGCM_CUACE2.0分析了硝酸鹽氣溶膠的排放及其在大氣中濃度的分布與變化、光學(xué)厚度分布特征和輻射強(qiáng)迫。主要結(jié)論如下:(1)對(duì)全球而言,1850-2010年硝酸鹽氣溶膠的濃度增加了約1.43 mg/m~2,主要分布在東亞地區(qū)、歐洲地區(qū)、南亞少部地區(qū)和北美東部,其中東亞地區(qū)增加尤為明顯,最大值約為19.24 mg/m~2。1850-2100年,硝酸鹽氣溶膠的增量大約在0.45~1.04 mg/m~2之間,增量高值區(qū)主要分布在東亞地區(qū)和歐洲地區(qū)。從季節(jié)平均來看,冬季硝酸鹽氣溶膠增加顯著。(2)全球平均來看,1850~2010年,硝酸鹽氣溶膠光學(xué)厚度增加約0.005;1850~2100年,硝酸鹽氣溶膠光學(xué)厚度的增量大約在0.001~0.003之間。硝酸鹽氣溶膠光學(xué)厚度與其柱濃度有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(3)自1850年以來,至2010年硝酸鹽由于氣溶膠-輻射相互作用產(chǎn)生的輻射強(qiáng)迫(RFari)約為-0.14 W/m~2,高值區(qū)主要分布在歐洲、東亞、南亞和北美地區(qū),到了2100年,其RFari在-0.044~-0.099 W/m~2之間。從季節(jié)分布來看,硝酸鹽RFari最大值可能出現(xiàn)在冬季或夏季(隨不同的排放情景而變化),這是因?yàn)橛绊懴跛猁}RFari的不僅有硝酸鹽的柱濃度,還包括太陽高度角、相對(duì)濕度、云量以及地表反照率等因素。(4)自1850年以來,至2010年硝酸鹽由于氣溶膠-輻射相互作用產(chǎn)生的有效輻射強(qiáng)迫(ERFari)約為-0.26W/m~2,大于其RFari;至2100年,硝酸鹽氣溶膠的ERFari將在-0.054~-0.15 W/m~2之間。
[Abstract]:In the past twenty years, a great deal of research has been done on sulfate aerosol in China and abroad, and its emission, content, optical characteristics and radiative forcing in the atmosphere have been deeply understood. Since the average content of nitrate aerosol in the atmosphere is much lower than that of sulfate, no attention has been paid to the study of nitrate in the past. However, recent studies have shown that the scattering properties of nitrate aerosols are stronger than those of sulphates in some wavelengths, and that sulfate aerosols will be significantly reduced as a result of future reductions in anthropogenic sulfate precursors, However, the emission of nitrate aerosol is increasing rapidly, and the proportion of nitrate aerosol is increasing. In the future, the radiative forcing of nitrate aerosol may exceed that of sulfate aerosol. At the same time, it has become an important radiative forcing and climate influence factor in regional and seasonal scale. Therefore, in order to gain a better understanding of nitrate aerosol concentration and radiation forcing, In this paper, the emission of nitrate aerosol and the distribution and variation of nitrate aerosol concentration in the atmosphere are analyzed by using the new generation online coupled model system of aerosol atmospheric chemistry and climate model (BCC_AGCM_CUACE2.0) of the National Climate Center of China Meteorological Administration. Optical thickness distribution and radiation forcing. The main conclusions are as follows: (1) for the whole world, the concentration of nitrate aerosols increased by about 1. 43 mg/m~2, from 1850 to 2010, mainly in East Asia, Europe, South Asia and East America, especially in East Asia. The maximum value is about 19.24 mg/m~2.1850-2100, and the increment of nitrate aerosol is about 0.45 ~ 1.04 mg/m~2. The high increment region is mainly distributed in East Asia and Europe. In terms of seasonal average, nitrate aerosol increased significantly in winter. (2) from 1850 to 2010, the optical thickness of nitrate aerosol increased about 0.005 ~ 1850 ~ 2100, and the increment of nitrate aerosol optical thickness was about 0.001 ~ 0.003. The optical thickness of nitrate aerosol has a good correlation with its column concentration. (3) from 1850 to 2010, the radiative forcing (RFari) of nitrate due to aerosol radiation interaction is about -0.14 W / m ~ (2), and the high value region is mainly distributed in Europe and East Asia. In South Asia and North America, by 2100, its RFari was-0. 044-0. 099 W/m~2. In terms of seasonal distribution, the maximum value of nitrate RFari may occur in winter or summer (varying with different emission scenarios), because nitrate RFari is affected not only by nitrate column concentration, but also by solar height angle, relative humidity, Cloud cover and surface albedo. (4) from 1850 to 2010, the effective radiation forcing (ERFari) of nitrate due to aerosol radiation interaction is about -0.26 W / m ~ 2, which is larger than its RFari; to 2100, and the ERFari of nitrate aerosol will be -0.054 ~ 0.15 W/m~2.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X513

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本文編號(hào)：2265358