1、气溶胶的气候效应气溶胶的气候效应王文婷王文婷环境工程环境工程 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（一、大气气溶胶（AerosolAerosol）是是液态液态或或固态固态微粒在空气中的悬浮体系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参与各种化学循环，是大气的重要组成部分 10-3102mm 雾、烟、霾、轻雾雾、烟、霾、轻雾(霭霭)、微尘和烟雾等、微尘和烟雾等 对于受污染的城市，气溶胶各有特点；对于污对于受污染的城市，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环境效应
2、和气候效应 二、二、气溶胶的气候效应气溶胶的气候效应 第一间接效应：人为的气溶胶增加。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。该效应也被称为小，从而导致云反照率的增加。该效应也被称为“TwomeyTwomey效应效应”。称为云的反照率效应。称为云的反照率效应 第二间接效应：人为的气溶胶增加。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。该效应也被态水含量、云的厚度和云的生命期。该效应也被称为
3、称为“云的生命期效应云的生命期效应”或或“AlbrechtAlbrecht效应效应 若空气十分纯净无凝结核存在，则必须达到百分之百的过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饱和，水汽才能凝结，而通常大气的相对湿度很少超过101%101%，因此凝结核在成云致雨过程中是必不可少的，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（云凝结核又称大气凝结核（condensation nuclei in condensation nuclei in atmosphereatmosphere）大气中的水汽能在其上凝结而成微滴的气溶）
4、大气中的水汽能在其上凝结而成微滴的气溶胶粒子。半径约在胶粒子。半径约在1010-3-3-10m-10m 凝结核有两种，一种是凝结核有两种，一种是不可溶但能为水湿润不可溶但能为水湿润的粒子如尘埃，的粒子如尘埃，可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一种是可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一种是可溶性盐粒可溶性盐粒子子，如硫酸盐、硝酸盐、氯化钠等，其凝结核所需的过饱，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和度比第一种小的多，一般在相对湿度小于100%100%时就能起时就能起作用作用 巨核巨核（直径大于（直径大于2m2m）能产生大云滴，促使降雨形成。来能产生
5、大云滴，促使降雨形成。来源是海浪飞沫干涸、尘土、植物粒子、火山灰等源是海浪飞沫干涸、尘土、植物粒子、火山灰等 气溶胶粒子的气候效应主要取决于是吸收光还是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，最强的沙尘暴袭击北京，4.7没有可见没有可见云云从从4 km至至10 km高度范围内高度范围内,存在一层厚存在一层厚度约为度约为6 km的气溶胶粒子层的气溶胶粒子层,其消光系数其消光系数呈很典型的正态分布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
6、更高，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系 硫酸盐气溶胶可以产生负的辐射通量，使地表温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度降低，降水量减少。其中间接辐射强迫不可忽视视 但是多数模拟没有考虑相
7、对湿度（硫酸盐气溶胶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，粒径会是吸湿性气溶胶，随着相对湿度的增大，粒径会增大至增大至0.1-1m0.1-1m，这样可以与短波辐射进行作，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。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大气中的黑炭气溶胶在短波波段的消光系数比较大,一般一般达到达到10m10m2 2/g/g以上以上,它的单次散射反照率一般小于它的单次散射反照率一般小于0.3,0.3,说明说明黑炭粒子对太阳短波辐射有很强的吸收作用黑炭粒子对太阳短波辐射有很强的吸收作用。同
8、时。同时,黑炭黑炭气溶胶能吸收和发射红外辐射气溶胶能吸收和发射红外辐射,影响地面和大气的长波辐影响地面和大气的长波辐射传输。射传输。nBC在大气中的寿命为在大气中的寿命为40h(降水过程降水过程)到到1周左右周左右(干洁地区干洁地区)n相关系数达到了相关系数达到了0.64,这表明这表明BC是大是大气颗粒物的一个重要组成部分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大气顶辐射通量增大最大为+4wm2；地表辐射通量减少地表辐射通量减少-5wm2未来气溶胶研究主要方面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全球范围内气溶胶的特征即空间、时间分布和粒径分布以
9、及与此相关的气溶胶物理化学性质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的作用；对流层中的降水过程对气溶胶生命期的作用 谢谢 谢谢！
