气溶胶浓度对暖云不同生长阶段物理特征影响的模拟研究

余国行 杨素英 胡成戎 刘炫炫 李娅茹 龙祉怡

(南京信息工程大学,江苏 南京 210044)

引言

大气气溶胶目前已经被公认为是影响气候变化的最重要的因子之一[1-2]。虽然大气气溶胶在大气中占有的比重很低，但其对于气候的影响具有重要的研究意义。大气中的气溶胶不仅通过直接效应影响气候，而且还会间接对气候造成影响。 气溶胶间接效应指当气溶胶作为云凝结核或者冰核影响云和降水的生成与发展过程[3]，当前气溶胶间接气候效应存在很大不确定性[4-5]。国内外学者开展了大量有关气溶胶对不同类型云和降水影响的研究，气溶胶影响云降水过程的方式是通过影响云微物理过程和云中液滴粒径大小进而影响云的生消演变。当前研究表明气溶胶数浓度(Na)增大会导致云滴粒子尺度减小，云滴粒子谱变窄，抑制碰并过程，从而抑制暖性降水过程[6]。大气中云凝结核(CCN)浓度增加引起小云滴数浓度(N)增加，碰并效率降低，抑制暖云降水[7]。Rosenfeld等[8]通过卫星观测资料也证实增加沙尘气溶胶使云滴半径减小，抑制降水。另外，一些其他的观测资料显示增加气溶胶浓度会抑制降水形成[9-12]。气溶胶浓度增加后,因为活化产生了更多尺度较小的云滴,抑制了云雨的自动转化,使大气中滞留了更多的云水,暖云降水减小[13]；一些新的研究还提出了气溶胶对云的“半直接效应”，如黑碳或烟尘等吸收性气溶胶，由于具有较强的吸收太阳辐射并向外释放热辐射的能力，从而加热大气和云团，使得云滴蒸发，云量减少，云生命期缩短，云体平均反照率减小[14-15]。……