沙尘气溶胶既直接危害环境,又通过辐射效应影响气候.国内外对沙尘气溶胶垂直变化的观测和对沙尘气溶胶辐射强迫及其气候响应的定量分析较少,亟待深入.经过努力,项目达到预期研究目标.1)进行了多测点多项目沙尘气溶胶辐射有关观测.2)分析了沙尘气溶胶辐射特性和垂直分布.在黄土高原半干旱区观测分析表明,沙尘气溶胶主要在近地2km内,沙尘过程气溶胶数浓度比非沙尘条件下平均增高了20%以上,质量浓度平均增高了1倍以上,大于1μm粒子数骤增.典型个例分析表明,沙尘气溶胶光学厚度大于1.0,可达3.5,显著大于非沙尘的;沙尘气溶胶消光系数与同期PM10浓度相关系数为0.94,消光系数与散射系数的相关系数0.96,散射系数与PM10浓度相关系数0.98;在沙尘集中的低层(2km内)退偏振率大,为0.3-0.6;双波长信号比大,为0.4-0.6,反映了沙尘粒子尺度较大.3)提出沙尘气溶胶辐射参数化方法.4)改进了模拟气溶胶辐射效应及其气象响应的综合模式.模拟表明,沙尘过程气溶胶在夜间为冷却效应,使低层气温平均降低0.40K;在白天为增温,使低层气温平均增高0.39K;对风场有相应调整,夜间风速减小,白天增大.
英文主题词dust aerosol;observation;radiative property;radiative parameterization; meteorological field response