大氣氣溶膠的氣候效應課件

氣溶膠的氣候效應王文婷環(huán)境工程氣溶膠的氣候效應王文婷1

氣溶膠簡單介紹氣溶膠的氣候效應對氣溶膠氣候效應的研究展望氣溶膠簡單介紹2一、大氣氣溶膠（Aerosol）是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系參與各種化學循環(huán)，是大氣的重要組成部分10-3～102μm霧、煙、霾、輕霧(靄)、微塵和煙霧等對于受污染的城市，氣溶膠各有特點；對于污染不嚴重的地方，氣溶膠一般比較穩(wěn)定環(huán)境效應和氣候效應

一、大氣氣溶膠（Aerosol）3大氣氣溶膠的氣候效應課件4大氣氣溶膠的氣候效應課件5大氣氣溶膠的氣候效應課件6

二、氣溶膠的氣候效應二、氣溶7

第一間接效應：人為的氣溶膠增加。固體液態(tài)水含量中，顆粒濃度的增加和尺度的減小，從而導致云反照率的增加。該效應也被稱為“Twomey效應”。稱為云的反照率效應

第二間接效應：人為的氣溶膠增加。顆粒的尺度減小，降低了降水率，從而調整了液態(tài)水含量、云的厚度和云的生命期。該效應也被稱為“云的生命期效應”或“Albrecht效應

8若空氣十分純凈無凝結核存在，則必須達到百分之百的過飽和，水汽才能凝結，而通常大氣的相對濕度很少超過101%，因此凝結核在成云致雨過程中是必不可少的云凝結核又稱大氣凝結核（condensationnucleiinatmosphere）大氣中的水汽能在其上凝結而成微滴的氣溶膠粒子。半徑約在10-3-10μm凝結核有兩種，一種是不可溶但能為水濕潤的粒子如塵埃，可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一種是可溶性鹽粒子，如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化鈉等，其凝結核所需的過飽和度比第一種小的多，一般在相對濕度小于100%時就能起作用巨核（直徑大于2μm）能產(chǎn)生大云滴，促使降雨形成。來源是海浪飛沫干涸、塵土、植物粒子、火山灰等若空氣十分純凈無凝結核存在，則必須達到百分之百的過飽和，水汽9大氣氣溶膠的氣候效應課件10大氣氣溶膠的氣候效應課件11氣溶膠粒子的氣候效應主要取決于是吸收光還是散射光，取決于氣溶膠粒子的折射率氣溶膠粒子的氣候效應主要取決于是吸收光還是散射光，取決于氣溶12大氣氣溶膠的氣候效應課件134.6最強的沙塵暴襲擊北京，4.7沒有可見云從4km至10km高度范圍內,存在一層厚度約為6km的氣溶膠粒子層,其消光系數(shù)呈很典型的正態(tài)分布沙塵氣溶膠遠距離輸送帶的高度小于6.5km，從圖中可看出可能更高4.6最強的沙塵暴襲擊北京，4.7沒有可見云14大氣氣溶膠的氣候效應課件15由于沙塵氣溶膠引起的地面和大氣凈長波輻射的變化量比它們收入的太陽輻射的變化量小得多，沙塵氣溶膠的輻射效應主要體現(xiàn)在對太陽輻射的影響方面沙塵氣溶膠的氣候效應與輻射波長和本身粒徑的大小有關系由于沙塵氣溶膠引起的地面和大氣凈長波輻射的變化量比它們收入的16大氣氣溶膠的氣候效應課件17大氣氣溶膠的氣候效應課件18大氣氣溶膠的氣候效應課件19大氣氣溶膠的氣候效應課件20硫酸鹽氣溶膠可以產(chǎn)生負的輻射通量，使地表溫度降低，降水量減少。其中間接輻射強迫不可忽視但是多數(shù)模擬沒有考慮相對濕度（硫酸鹽氣溶膠是吸濕性氣溶膠，隨著相對濕度的增大，粒徑會增大至0.1-1μm，這樣可以與短波輻射進行作用）。隨高度的增加，相對濕度減小。硫酸鹽氣溶膠可以產(chǎn)生負的輻射通量，使地表溫度降低，降水量減少21大氣中的黑炭氣溶膠在短波波段的消光系數(shù)比較大,一般達到10m2/g以上,它的單次散射反照率一般小于0.3,說明黑炭粒子對太陽短波輻射有很強的吸收作用。同時,黑炭氣溶膠能吸收和發(fā)射紅外輻射,影響地面和大氣的長波輻射傳輸。

BC在大氣中的壽命為40h(降水過程)到1周左右(干潔地區(qū))相關系數(shù)達到了0.64,這表明BC是大氣顆粒物的一個重要組成部分

大氣中的黑炭氣溶膠在短波波段的消光系數(shù)比較大,一般達到10m22大氣頂輻射通量增大最大為+4w／m2；地表輻射通量減少-5w／m2大氣頂輻射通量增大最大為+4w／m2；23大氣氣溶膠的氣候效應課件24未來氣溶膠研究主要方面全球范圍內氣溶膠的特征即空間、時間分布和粒徑分布以及與此相關的氣溶膠物理化學性質氣溶膠與氣候系統(tǒng)的關系不是單方面影響，而是相互作用;氣溶膠的輻射效應對氣候有作用，氣候的變化也作用于氣溶膠的循環(huán)過程直接效應：不確定的兩個參數(shù)是元素碳的混合狀態(tài)和顆粒物吸濕增長特性間接效應：對流層中的氣溶膠凝結核對云滴的形成和分布的作用；對流層中的降水過程對氣溶膠生命期的作用

未來氣溶膠研究主要方面全球范圍內氣溶膠的特征即空間、時間分布25謝謝！謝謝！26氣溶膠的氣候效應王文婷環(huán)境工程氣溶膠的氣候效應王文婷27

氣溶膠簡單介紹氣溶膠的氣候效應對氣溶膠氣候效應的研究展望氣溶膠簡單介紹28一、大氣氣溶膠（Aerosol）是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系參與各種化學循環(huán)，是大氣的重要組成部分10-3～102μm霧、煙、霾、輕霧(靄)、微塵和煙霧等對于受污染的城市，氣溶膠各有特點；對于污染不嚴重的地方，氣溶膠一般比較穩(wěn)定環(huán)境效應和氣候效應

一、大氣氣溶膠（Aerosol）29大氣氣溶膠的氣候效應課件30大氣氣溶膠的氣候效應課件31大氣氣溶膠的氣候效應課件32

二、氣溶膠的氣候效應二、氣溶33

第一間接效應：人為的氣溶膠增加。固體液態(tài)水含量中，顆粒濃度的增加和尺度的減小，從而導致云反照率的增加。該效應也被稱為“Twomey效應”。稱為云的反照率效應

第二間接效應：人為的氣溶膠增加。顆粒的尺度減小，降低了降水率，從而調整了液態(tài)水含量、云的厚度和云的生命期。該效應也被稱為“云的生命期效應”或“Albrecht效應

34若空氣十分純凈無凝結核存在，則必須達到百分之百的過飽和，水汽才能凝結，而通常大氣的相對濕度很少超過101%，因此凝結核在成云致雨過程中是必不可少的云凝結核又稱大氣凝結核（condensationnucleiinatmosphere）大氣中的水汽能在其上凝結而成微滴的氣溶膠粒子。半徑約在10-3-10μm凝結核有兩種，一種是不可溶但能為水濕潤的粒子如塵埃，可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎；另一種是可溶性鹽粒子，如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化鈉等，其凝結核所需的過飽和度比第一種小的多，一般在相對濕度小于100%時就能起作用巨核（直徑大于2μm）能產(chǎn)生大云滴，促使降雨形成。來源是海浪飛沫干涸、塵土、植物粒子、火山灰等若空氣十分純凈無凝結核存在，則必須達到百分之百的過飽和，水汽35大氣氣溶膠的氣候效應課件36大氣氣溶膠的氣候效應課件37氣溶膠粒子的氣候效應主要取決于是吸收光還是散射光，取決于氣溶膠粒子的折射率氣溶膠粒子的氣候效應主要取決于是吸收光還是散射光，取決于氣溶38大氣氣溶膠的氣候效應課件394.6最強的沙塵暴襲擊北京，4.7沒有可見云從4km至10km高度范圍內,存在一層厚度約為6km的氣溶膠粒子層,其消光系數(shù)呈很典型的正態(tài)分布沙塵氣溶膠遠距離輸送帶的高度小于6.5km，從圖中可看出可能更高4.6最強的沙塵暴襲擊北京，4.7沒有可見云40大氣氣溶膠的氣候效應課件41由于沙塵氣溶膠引起的地面和大氣凈長波輻射的變化量比它們收入的太陽輻射的變化量小得多，沙塵氣溶膠的輻射效應主要體現(xiàn)在對太陽輻射的影響方面沙塵氣溶膠的氣候效應與輻射波長和本身粒徑的大小有關系由于沙塵氣溶膠引起的地面和大氣凈長波輻射的變化量比它們收入的42大氣氣溶膠的氣候效應課件43大氣氣溶膠的氣候效應課件44大氣氣溶膠的氣候效應課件45大氣氣溶膠的氣候效應課件46硫酸鹽氣溶膠可以產(chǎn)生負的輻射通量，使地表溫度降低，降水量減少。其中間接輻射強迫不可忽視但是多數(shù)模擬沒有考慮相對濕度（硫酸鹽氣溶膠是吸濕性氣溶膠，隨著相對濕度的增大，粒徑會增大至0.1-1μm，這樣可以與短波輻射進行作用）。隨高度的增加，相對濕度減小。硫酸鹽氣溶膠可以產(chǎn)生負的輻射通量，使地表溫度降低，降水量減少47大氣中的黑炭氣溶膠在短波波段的消光系數(shù)比較大,一般達到10m2/g以上,它的單次散射反照率一般小于0.3,說明黑炭粒子對太陽短波輻射有很強的吸收作用。同時,黑炭氣溶膠能吸收和發(fā)射紅外輻射,影響地面和大氣的長波輻射傳輸。

BC在大氣中的壽命為40h(降水過程)到1周左右(干潔地區(qū))相關系數(shù)達到了0.64,這表明BC是大氣顆粒物的一個重要組成部分

大氣中的黑炭氣溶膠在短波波段的消光系數(shù)比較大,一般達到10m48大氣頂輻射通量增大最大為+4w／m2；地表輻射通量減少-5w／m2大氣頂輻射通量增大最大為+4w／m2；49大氣氣溶膠的氣候效應課件50未來氣溶膠研究主要方面全球范圍內氣溶膠的特征即空間、時間分布和粒徑分布以及與