气溶胶与云相互作用的研究进展.pdf

第 23卷 　第 3期 地球科学进展 Vol. 23　No. 3 2008年 3月 ADVANCES IN EAR TH SC IENCE M ar. , 2008 文章编号 : 100 18166 (2008) 030252 10 气溶胶与云相互作用的研究进展 段 　婧 ,毛节泰 (北京大学物理学院大气科学系 ,北京 　10087 1) 摘 　要 :气溶胶和云在气候系统中扮演着重要角色 ,近年来随着人们对它们重要作用的深入认识 , 气溶胶与云的相互作用也逐渐成为气候研究的一个重要方向。对该领域的研究方法和近 20 年来 国内外的相关研究做了全面回顾 。飞机观测 、卫星观测 、以及观测和模式模拟相结合 3种研究方法 被主要应用于该项研究 。大量观测和模拟都证明了气溶胶对辐射 、云滴以及降水的影响;云凝结核 作为气溶胶和云相互作用过程中的重要环节 ,近些年在观测技术上有了较大进展 ,对相关理论的研 究也随着观测水平的进步有了较大发展 。我国在该领域的研究也从单一的观测资料分析逐渐转向 模式模拟 、多种方法综合分析 。最后结合国内外研究进展 ,对该领域未来的发展进行了展望 。 关 　键 　词 :气溶胶 ;云 ;相互作用 ;气溶胶间接效应 ;云凝结核 中图分类号 : P4265　　　文献标识码 : A 其国内外主要研究进展 ,并对我国未来气溶胶与云 1　引　言 相互作用的研究重点和难点进行了展望 。 气溶胶是大气中一种重要的微量成分 ,它是许 2　气溶胶与云的相互作用 多大气化学过程的媒介或终端产物 。尽管气溶胶的 研究已经进行了几十年 ,但是它仍然是气候变化中 2. 1　气溶胶与云相互作用过程 最不确定的因素 。伴随着矿物能源的消耗 ,人类向 气溶胶的间接辐射强迫作用表现为气溶胶与云 大气排放硫氧化物和氮氧化物 ,这些物质不但导致 的相互作用 ,具体来讲就是气溶胶可以通过参与云 酸沉降 ,而且还能和其它人类活动排放的物质在大 中的微物理过程来改变云的物理特征 ,从而改变其 气中形成气溶胶 。实际大气气溶胶的成分非常复 辐射特性 。通过近些年的研究 ,这种间接辐射强迫 杂 ,它可以通过吸收和散射太阳辐射而直接影响地 主要可以描述为两类间接效应 [ 3 ] (图 1) 。第一类间 气系统的辐射平衡 , 即直接辐射气候效应 。另一方 接效应也称 Twom ey 效应 ,指气溶胶增加使云中云 面 ,气溶胶粒子又可以作为云的凝结核影响云的光 滴数量增加 ,减少云粒子半径 ,从而增加云的反照率 ( ) 学特性 、云量以及云的寿命 ,产生间接效应 。目前对 它依赖于气溶胶的吸收特性和光学厚度 ;第二类 间接辐射强迫估计的不确定性很大 [ 1 ] ,而且对云本 间接效应也称为 “云的生命期效应 ”或 “A lb rech t效 身的辐射特性的了解也还不是很全面 。因此 ,气溶 应 ”,是由人为气溶胶增加引起粒子半径的减小 ,从 胶 —云 —辐射间的相互作用情况既是气候系统最不 而抑制降水 ,使云的生命时间发生变化 。另有新近