Efang ZHONG, Qian LI, Shufen SUN, Wen CHEN, Shangfeng CHEN, Debashis NATH
Adv. Atmos. Sci. . 2017, 34 (11): 1333 -1345 . DOI: 10.1007/s00376-017-7019-0
摘 要
積雪中的吸光性氣溶膠可以對地表能量平衡和水平衡產生顯著的影響。然而，在當前考慮了積雪過程方案的陸面和氣候模式中，大多數方案卻忽視了氣溶膠帶來的這些影響。為了更好地再現積雪過程並評估吸光性氣溶膠對積雪的影響，本文採用了雪-冰-氣溶膠輻射模型（SNICAR）來改進雪-大氣-土壤傳輸模型（SAST）中的積雪反照率參數化方案，並使用美國科羅拉多SASP站點觀測資料驗證了該耦合模式。結果表明，相比原始模式，新耦合的模式可以更好地再現積雪反照率和雪深的變化，特別是在融雪期間。此外，為了進一步評估氣溶膠對積雪的影響，
本文利用新耦合模式分別模擬了乾淨的雪和含吸光性氣溶膠的積雪的季節變化特徵。模擬結果顯示，吸光性氣溶膠可以吸收額外的太陽輻射，使得積雪粒子粒徑增長，而同時，粒徑的增長有利於積雪粒子吸收更多的輻射能量。在SASP站，吸光性氣溶膠的平均輻射強迫為47.5 W m -2。該額外輻射吸收量提高了積雪融化率，使得徑流峰值時間和積雪完全融化的時間分別提前了平均18和19.5天，而這將對後續的水文和大氣過程產生重要影響。
關鍵詞：吸光性氣溶膠, 積雪反照率, SAST, SNICAR
亮 點
本文考慮了堆積於積雪中的氣溶膠對積雪的影響，改進了SAST雪蓋模型中積雪反照率的參數化方案。新耦合的模型可模擬出積雪粒徑因老化作用和氣溶膠作用發生的演變，可較好地模擬出氣溶膠粒子在雪層中的質量分布，從而，相比原模型，新耦合模型可以更好地模擬出積雪反照率和雪深的演變，為陸面模式中積雪過程模擬能力的提高奠定基礎。此外，該耦合模型還評估了氣溶膠對地表能量平衡和水平衡的影響，增強了對積雪反照率反饋機制的認識。