气溶胶的气候效应
王文婷 环境工程
气溶胶简单介绍
气溶胶的气候效应 对气溶胶气候效应的研究展望
一、大气气溶胶（Aerosol）
• 是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系 • 参与各种化学循环，是大气的重要组成部分
• 10-3～102μm
• 雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等 • 对于受污染的城市，气溶胶各有特点；对于污 染不严重的地方，气溶胶一般比较稳定 • 环境效应和气候效应
谢 谢！左右(干洁地区)
相关系数达到了0.64,这表明BC是大 气颗粒物的一个重要组成部分
大气顶辐射通量增大最大为+4w／m2； 地表辐射通量减少-5w／m2
未来气溶胶研究主要方面
• 全球范围内气溶胶的特征即空间、时间分布和粒径分布以 及与此相关的气溶胶物理化学性质 • 气溶胶与气候系统的关系不是单方面影响，而是相互作用; 气溶胶的辐射效应对气候有作用，气候的变化也作用于气 溶胶的循环过程 • 直接效应：不确定的两个参数是元素碳的混合状态和颗粒 物吸湿增长特性 • 间接效应：对流层中的气溶胶凝结核对云滴的形成和分布 的作用；对流层中的降水过程对气溶胶生命期的作用
• 但是多数模拟没有考虑相对湿度（硫酸盐气溶胶 是吸湿性气溶胶，随着相对湿度的增大，粒径会 增大至0.1-1μm，这样可以与短波辐射进行作 用）。随高度的增加，相对湿度减小。
• 大气中的黑炭气溶胶在短波波段的消光系数比较大,一般 达到10m2/g以上,它的单次散射反照率一般小于0.3,说明 黑炭粒子对太阳短波辐射有很强的吸收作用。同时,黑炭 气溶胶能吸收和发射红外辐射,影响地面和大气的长波辐 射传输。
• 若空气十分纯净无凝结核存在，则必须达到百分之百的过 饱和，水汽才能凝结，而通常大气的相对湿度很少超过 101%，因此凝结核在成云致雨过程中是必不可少的 • 云凝结核又称大气凝结核（condensation nuclei in atmosphere）大气中的水汽能在其上凝结而成微滴的气溶 胶粒子。半径约在10-3-10μm • 凝结核有两种，一种是不可溶但能为水湿润的粒子如尘埃， 可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一种是可溶性盐粒 子，如硫酸盐、硝酸盐、氯化钠等，其凝结核所需的过饱 和度比第一种小的多，一般在相对湿度小于100%时就能起 作用 • 巨核（直径大于2μm）能产生大云滴，促使降雨形成。来 源是海浪飞沫干涸、尘土、植物粒子、火山灰等
二、气溶胶的气候效应
第一间接效应：人为的气溶胶增加。 固体液态水含量中，颗粒浓度的增加和尺度的减 小，从而导致云反照率的增加。该效应也被称为 “Twomey效应”。称为云的反照率效应 第二间接效应：人为的气溶胶增加。 颗粒的尺度减小，降低了降水率，从而调整了液 态水含量、云的厚度和云的生命期。该效应也被 称为“云的生命期效应” 或“Albrecht效应
• 气溶胶粒子的气候效应主要取决于是吸收光还是 散射光，取决于气溶胶粒子的折射率
4.6最强的沙尘暴袭击北京，4.7没有可 见云 从4 km至10 km高度范围内,存在一层厚 度约为6 km的气溶胶粒子层,其消光系数 呈很典型的正态分布
沙尘气溶胶远距离输送带的高度小于 6.5km，从图中可看出可能更高
• 由于沙尘气溶胶引起的地面和大气净长波辐射的变化量比 它们收入的太阳辐射的变化量小得多，沙尘气溶胶的辐射 效应主要体现在对太阳辐射的影响方面 • 沙尘气溶胶的气候效应与辐射波长和本身粒径的大小有关 系
• 硫酸盐气溶胶可以产生负的辐射通量，使地表温 度降低，降水量减少。其中间接辐射强迫不可忽 视