大气气溶胶的辐射与气候效应研究

王浩然

摘 要：该文从实际出发，对“中国大气溶胶及其气候效应的研究”的目的、科学问题等进行了介绍。这一个项目预期在我国的大气溶胶理化与光学特点的分布、大气灰霾预报方法、气候效应等方面展开系统的研究，从而降低气候效应的不确定性，提高对气候预估的可靠程度。对大气气溶胶以及气候效应建立研究，不仅能在全球气候的问题上贡献力量，同时也能为我国的环境外交、雾霾控制等提供支持。

关键词：气溶胶 辐射气候效应 大气灰霾

中图分类号：P468.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（b）-0163-02

1 大气气溶胶与气候效应的研究现状

我们所说的大气溶胶，就是对悬浮在大气当中的颗粒物的总称。在大气溶胶中包含着许多的溶胶粒子这些溶胶例子包括沙尘气溶胶、海盐气溶胶等。如今，相关的研究人员通过实际的研究发现，气溶胶会在一定的程度上影响到全球的气候变化，甚至还能够主导大气灰霾污染。

在第三次IPCC评估报告当中我们看到，气溶胶在众多影响气候的因子当中是最不确定的，因此，也是最需要我们去进行研究以及社深入认识的。IPCC第三次评估报告认为，工业革命之后，太阳常数变化的贡献估计为温室气体增加引起的全球年均辐射强迫为2.4 W/m2，误差在10%左右，但对各种气溶胶产生的辐射强迫估计却并不确定。

此外，大气溶胶能够对云的物理以及光学特性进性改变，并且使得气候受到影响，河中影响也被成为气溶胶的间接气候效应。

目前，国内外已经对大气气溶胶的特性进行了一些列的实验进行研究，并掌握了其中的一些特性。WMO全球大气观测网络等观测网络，提供了全球观测结果，为大气气溶胶的特性分析提供了十分重要的信息。

目前，国际上正通过发展卫星遥感的方式来对大气溶胶光学特性进行观测。中高分辨的光谱仪、多角度成像光谱仪的出现就是建立在此基础上，其主要的应用方向就是对气溶胶的光学特性进行研究。

如今，气溶胶直接辐射强迫评估已经有了很多新的进展，例如野外观测实验通过地面的观测能够直接获得气溶胶的辐射强迫。其他的资料分析如基本地面辐射网络等，也开展了有关气溶胶光学性质的连续观测。空间分布的不均匀则是因为气溶胶存在周期较短，此外，这还与气溶胶产生机制以及沉降过程有着很大的关联。除此之外，气溶胶的结构会受到混合状态的影响，这同时也会影响到气溶胶的几何形态，对其光学性质作用重大，特别会影响到气溶胶例子的辐射吸收特性。而温度的变化也会对其光学性质的精度有部分影响，如今，这些作用都还没有得到很好的处理。

所谓的气溶胶的间接效应，就是指气溶胶引起的任何的光学特性，以及气溶胶引起的降水的形成变化。一般来讲，我们的对气溶胶的间接效应类型会利用云滴尺度来进行确定。而要全面理解气溶胶对气候变化的效应，就需要对气溶胶当中的很多因素进行全面的了解，并确定气溶胶与云滴的浓度之间究竟存在着怎样的联系。

当前，国内外很多的研究结果都证明，气溶胶之所以会对气候的变化产生影响，其主要的原因就是气溶胶的耦合气候系统模式。在传统的研究过程当中，国际上对数十个气候模式进行了相关的研究，但是其结果依旧有着十分强烈的不确定性，这其中最主要的原因就是在实际的计算分析过程当中，没有加入气溶胶模块的耦合，这也说明，人们对于气溶胶的特性并没有足够的认识。

在全球不同区域当中，辐射强迫的综合评估仍然没有定性，这就导致气溶胶对地面的影响有很强的不确定性。而在我国，排放源清单陈旧，更进一步加大了这方面不确定性。在实际的研究过程当中，对于气溶胶的研究只考虑有吸收特性的气溶胶，而忽略了散射特性的组分，没有将多种气溶胶辐射效应进行整合，因此评估的气候效应都需要进一步地进行研究。就目前的研究来看，沙尘气溶胶会导致海陆热力差异快速改变，也有研究表明，海温和路面过程会影响我国的夏季降水，而在如今的气候背景下，我国大气当中的气溶胶就发挥了什么作用，扮演什么角色，是自然强迫还是人为影响，这都是急需回答的问题。

大气气溶胶的影响是重大科学问题，也是大气科学的研究焦点。在这一领域当中，我国虽然进行了许多研究，但比较零散，缺乏深入的研究，难以应对日益激烈的环境外交需求，对灰霾污染现象缺乏理解。如今，对于气溶胶的研究我国已经有了不错的进展，还具备了长期观测站网，我国作为气溶胶的排放大国已经受到了全世界的关注，同时也提供了丰富的研究资源，在这样的背景下，“中国大气气溶胶及其气候效应研究”项目被批准立项。

2 拟实现三方面的科学目标

“中国大气气溶胶及其气候效应研究”项目，将我国气溶胶及其气候影响与实际应用进行整合，希望研究人员能在这一热点领域做出系统性的研究成果，并在形成预报方法后控制灰霾污染，为国家环境外交发挥作用。该项目将培养一批优秀的青年科学家，提高我国的研究水平。而在“中国大气气溶胶及其气候效应研究”项目，主要需要实现的科学目标有以下三个方面：

（1）取得对大气溶胶特性、变化的科学认识。

（2）认识我国大气灰霾的形成机理。

（3）了解大气溶胶在我国气候变化当中的作用。

3 开展此项目研究的意义

通过人类的活动导致气候变化，是目前最重大的环境问题，他一方面影响了国家的国民生活；另一方面也是国际环境外交的重要研究一体。而在其众多影响因子当中，气溶胶的气候效应是最不确定的。作为气溶胶排放大国，我国面临着巨大的气候变化压力，同时还需面对灰霾不断严重的问题。因此，对气溶胶和气候变化能够有科学的认识，不仅是国际研究的焦点命题，也是我国继续解决的关键科学问题。

气溶胶的气候效应，直接影响我们对过去100～200年气候变化原因的认识，也影响到对未来气候的预测。就从减缓气候变化的研究来讲，也需要知道人为产生的气溶胶究竟产生了多大的影响，在未来几十年会导致怎样的气候变化。目前，国际科学界已经认识到，单纯的从大气动力学的角度是难以准确理解如今的气候变化的，因为异常的气候变化与气溶胶关系密切。由于气溶胶排放源分布的差异，以及他们在大气中滞留时间较短，因此会对区域气候影响更大。获得气溶胶与气候变化的本质联系，是国际科学界目前面临的一大难题。

该项目的实施，能够加深我国对地区气溶胶分布以及气候效应变化的认识，减少不确定性，提高气候预测的可靠程度，同时在全球气候变化这一科学问题上做出贡献。

参考文献

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