黑碳氣溶膠及二氧化碳增加亞洲季風區降水

2020-11-10 今日科學

本報訊(記者張行勇)近日,中科院地球環境研究所副研究員解小寧等利用降水變化的驅動和響應模式比對計劃(PDRMIP)框架下的9個全球海—氣耦合模式試驗結果,研究了10倍黑碳氣溶膠和2倍二氧化碳對亞洲夏季風和降水的影響,對比分析了黑碳與二氧化碳含量增加引起的區域氣候環境效應的異同。相關成果發表於《大氣化學與物理學》。

黑碳氣溶膠作為大氣溶膠的重要組分,主要產生於化石燃料和生物質燃料燃燒過程。近年來人口增長和經濟發展使亞洲成為世界上黑碳排放的主要源區。

該研究中,PDRMIP多模式集成結果顯示,黑碳氣溶膠和二氧化碳都可以顯著增加亞洲季風區夏季有效降水量,分別增加13.6%以及12.1%。但是,黑碳氣溶膠引起的有效降水量增加在不同模式間存在著更大的差異。水汽收支分析顯示,黑碳氣溶膠引起的亞洲季風區有效降水量增加主要是加強的季風環流引起的動力項增加,而二氧化碳引起的有效降水量增加則是水汽相關的熱力項增加。

大氣環流角度看,黑碳氣溶膠引起的大氣低層季風環流以及向上垂直風速有更加明顯的增加,同時伴隨著大氣高層西風急流軸顯著性北移;而二氧化碳引起季風環流以及西風急流軸的變化則不顯著。

研究人員認為,黑碳氣溶膠及二氧化碳引起亞洲夏季風變化的機制差異主要來源於不同強迫引起的溫度反饋。黑碳氣溶膠的增加直接加熱中緯度對流層上層大氣,增加高層南北海陸熱力梯度,加強季風系統動力環流;而二氧化碳主要加熱赤道對流層上層大氣,使得高層海陸梯度明顯減小,抑制季風系統動力的發展。

相關論文信息:https://doi.org/10.5194/acp-20-11823-2020

版權聲明:本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要,並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站註明的「來源」,並自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜,請與我們接洽。

相關焦點

  • 地環所揭示黑碳氣溶膠及溫室氣體對亞洲季風的影響機制
    近年來由於人口增長和經濟發展使得亞洲成為世界上黑碳排放的主要源區。觀測和模擬結果都表明黑碳氣溶膠對亞洲區域輻射收支、大氣環流和水循環有重要影響,但由於黑碳氣溶膠複雜的時空特性以及氣溶膠-輻射-雲之間的非線性相互作用,它對亞洲夏季風的影響還存在很大的不確定性,而且人們對其作用機理缺乏深入的認識和理解。
  • 「全球變化及應對」重點專項項目揭示黑碳氣溶膠跨南北區域相互...
    在「全球變化及應對」重點專項的支持下,「黑碳的農業與生活源排放對東亞氣候、空氣品質的影響及其氣候-健康效益評估」項目團隊揭示了黑碳氣溶膠跨南北區域相互傳輸影響。  中國地質大學(武漢)環境學院孔少飛教授團隊通過對華北平原南部和華中地區設置的5個黑碳氣溶膠觀測站的同步在線觀測數據的研究表明:汙染天氣條件下,由化石能源燃燒產生的黑碳使得大氣中黑碳的質量濃度和吸收係數分別增加了26.4%-163%和18.2%-236%;南方城市來源於生物質燃燒產生的黑碳濃度在逐漸降低,而在北方和郊區,生物質燃燒產生的黑碳呈上升趨勢。
  • 北極黑碳氣溶膠的氣候效應模擬研究取得進展
    黑碳氣溶膠是大氣中重要的吸光性氣溶膠,可通過直接和間接輻射強迫影響地-氣系統的能量平衡,沉降至雪冰表面後引起氣溶膠-雪冰輻射反饋效應,進而對區域及全球的氣候產生影響。北極地區是全球氣候變暖的放大區,黑碳氣溶膠排放的增加可能是加劇該地區變暖的重要影響因素之一。
  • 合肥研究院在大氣黑碳氣溶膠光化學老化的光吸收增強研究中取得進展
    合肥研究院在大氣黑碳氣溶膠光化學老化的光吸收增強研究中取得進展 2018-12-24 合肥物質科學研究院   近日,中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所研究員張為俊課題組在大氣黑碳氣溶膠光化學老化的光吸收增強
  • 【論文推薦】「兩湖盆地」秋季黑碳氣溶膠的分布及來源特徵
    關鍵詞:WRF-chem;源追蹤;黑碳氣溶膠;兩湖盆地
  • 科學網—科學家揭示全球季風區極端降水變化
    本報訊(記者崔雪芹)8月8日,中國科學院大氣物理研究所周天軍團隊在《自然—通訊》在線發表文章,揭示了全球陸地季風區極端降水隨不同全球增溫閾值的變化
  • 季風降水先減後增,人類能否「翻雲覆雨」?
    然而,觀測記錄顯示,印度中北部的季風降水在1970年代到2000年之間顯著減少,季風區變得越來越幹;但是從2000年至今的近20年間,這裡的降水又轉而呈現出增加的態勢,洪澇風險逐漸增加。 具體而言,在2000年以前,人類活動排放的溫室氣體使全球溫度升高,變暖的大氣可以葆有更多的水汽,為成雲致雨提供「原材料」,有利於降雨增加;但與此同時,這一時期印度半島人為排放的硫酸鹽氣溶膠也大量增加,造成局地大陸溫度降低,減弱的海陸熱力差異和季風環流卻不利於降雨增加。
  • NASA發布地球大氣層氣溶膠模擬圖:仿若絢麗油畫
    上圖展示了2018年8月23日,亞洲地區的氣溶膠情況。很顯然,當天,大量氣溶膠在亞洲地區的空氣中攪動,不同的氣溶膠被標記成不同的顏色,沙塵、海鹽和黑碳這三種氣溶膠是大氣中最常見且分布最廣的幾種氣溶膠之一。比如西太平洋地區正湧現出大量的藍白色,它是海鹽氣溶膠。這是三個不同的颱風在大氣層中攪動,海鹽作為海浪的一部分在風暴的作用下在空中蜿蜒盤旋。
  • 大氣所揭示不同緯度火山爆發對全球季風降水的影響
    全球季風區是全球人口分布密度最大的地區之一,季風的異常活動伴隨出現的洪澇和乾旱事件對社會經濟發展有著重大影響。火山活動作為自然外強迫中的重要因子,能夠通過噴發產生硫酸鹽氣溶膠,減少到達地面的太陽短波輻射,產生冷卻作用,減弱全球水循環。因此理解火山爆發對全球季風降水的影響具有重要的科學和社會意義。
  • 大氣所揭示全球陸地季風區水循環對全球增暖響應的整體圖像
    降水、蒸發和淡水通量(即降水與蒸發之差)是連接大氣和陸面水循環的關鍵過程。除此之外,大氣水循環還包括大氣含水量和水汽輸送;陸面水循環還包括陸地水儲量(如積雪、土壤含水量、地下水)和徑流。在全球季風區,充沛的季風降水和顯著的乾濕季節轉換使得該地區具有活躍的水循環。
  • 雅魯藏布江河谷:青藏高原的水汽通道,也成就了「高原季風區」
    冬夏季節季風風向做大範圍的改變,冬季時,亞歐大陸上受亞洲高壓控制,我國盛行偏北風,降水較少,氣候通常表現為寒冷乾燥。我國的「高原季風區」而到了夏季時,由於陸地氣溫高,氣壓較低,在亞歐大陸上形成了亞洲低壓,我國盛行偏南風,來自海洋的偏南風帶來了溼潤的空氣,給我國各地帶來了豐富的降水,氣候通常表現為高溫多雨。
  • 對流層氣溶膠三維立體結構研究取得進展
    該成果系統報導了季風期亞洲對流層氣溶膠層及其立體和垂直結構。該研究的開展,在詳細了解亞洲對流層氣溶膠分布的基礎上,有助於深入研究對流層氣溶膠及沉降對青藏高原冰凍圈氣候和環境的潛在影響。氣溶膠光學性質的垂直分布特徵對於減少氣溶膠輻射強迫和氣候效應定量的不確定性至關重要。
  • 全球變暖背景下,「亞洲水塔」青藏高原降水將持續增加
    全球變暖背景下,「亞洲水塔」青藏高原降水將持續增加 陸成寬/科技日報 2021-01-14 09:36
  • 研究發現環流不確定性可解釋全球季風降水未來增加的不確定性
    季風區內降水主要集中在夏季,為區域內人口提供了生活、生產用水。但是夏季風降水的異常變化也容易造成旱澇災害。我國位於東亞季風區,夏季風降水一直受到關注。在全球變暖背景下,可靠的季風降水未來預估結果,對季風區內的社會經濟發展等具有意義。此前不少研究認為變暖背景下,季風降水將增多,但環流減弱,預估結果存在較大的不確定性。
  • 研究發現環流不確定性可解釋全球季風降水未來增加的不確定性
    季風區內降水主要集中在夏季,為區域內人口提供了生活、生產用水。但是夏季風降水的異常變化也容易造成旱澇災害。我國位於東亞季風區,夏季風降水一直受到關注。在全球變暖背景下,可靠的季風降水未來預估結果,對季風區內的社會經濟發展等具有意義。此前不少研究認為變暖背景下,季風降水將增多,但環流減弱,預估結果存在較大的不確定性。
  • 「小小氣溶膠」還能影響全球氣候變化?
    人為源氣溶膠主要包括化石燃料燃燒產生的硫酸鹽氣溶膠、黑碳和煙塵。自工業革命以來,人為源氣溶膠在大氣中的含量持續增加,造成嚴重空氣汙染的同時也威脅著人們的身體健康。因此,氣溶膠造成的環境問題受到了公眾和科學界的廣泛關注。
  • 中科院團隊:青藏高原上空氣溶膠多為小粒子源自兩區域
    中新社北京7月3日電 (記者 孫自法)記者3日從中國科學院大氣物理研究所(中科院大氣所)獲悉,該所中層大氣與全球環境探測重點實驗室張金強博士、吳雪博士與合作者對青藏高原上空的亞洲對流層頂氣溶膠層(ATAL)開展最新研究發現,ATAL的氣溶膠粒徑以0.25微米以下小粒子為主,其主要源自喜馬拉雅山南麓的強對流區、亞洲夏季風區兩個區域。
  • 王之渙《涼州詞》:春風不度玉門關,中國的季風區和非季風區劃分
    涼州地區的氣候類型屬於典型的溫帶大陸性氣候,年平均氣溫7.8℃,年降水量不足400毫米,而年蒸發量高達2000毫米以上,屬於半乾旱和乾旱地區,降水少光照充足,晝夜溫差大。古代絲綢之路地圖《涼州詞》中描述的「春風」就是指東南季風,凡是東南季風能夠影響到的區域稱為季風區,凡是東南季風影響不到的區域就稱為非季風區。