對流層氣溶膠三維立體結構研究取得進展

2020-12-04 中國科學院

　　近日，中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室康世昌課題組在地球環境科學領域學術期刊Environmental Pollution 發表了題為Vertical Distribution of the Asian Tropopause Aerosols Detected by CALIPSO 的研究成果。

　　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。通過對四年（2007-2010年）的氣溶膠CALIPSO雷射雷達觀測數據分析，揭示了與亞洲夏季風相關的對流層氣溶膠層的存在。通過對五種典型氣溶膠光學和微物理參數的測量，深入探討了南亞及亞洲地區對流層頂氣溶膠的性質、空間/垂直分布和年際演化。此外，該研究還利用緯度-高度橫截面和經度-高度橫截面的分析方法，對氣溶膠各關鍵光學和微物理參數進行了分析。研究結果表明，季風期在阿拉伯海北部、印度、孟加拉灣北部及青藏高原的東南部整個區域，大量的氣溶膠垂直分布且延伸到對流層頂（12公裡）。與亞洲夏季風相關的對流傳輸是控制對流層頂氣溶膠垂直分布的重要因素。結合532 nm氣溶膠散射比（SR）的演化和季風活躍期和中斷期的分布特徵，從赤道印度洋到南亞，季風期氣溶膠層具有向上傾斜並爬升的立體結構，這表明亞洲季風區氣溶膠在增強。在今後評價區域或全球氣候系統時，應加強考慮對流層頂氣溶膠的作用。

　　該研究獲得國家自然科學基金（41601071、41721091、41630754）、中科院前沿科學重點研究項目（QYZDJ-SSW-DQC039）、冰凍圈科學國家重點實驗室基金（SKLCS-ZZ-2019）、中科院公派留學基金共同資助。

　　康世昌為該成果通訊作者，副研究員牛賀文為第一作者。

　　文章連結

 

　　2007-2010年CALIPSO氣溶膠在波長532 nm處消光係數、總後向散射係數、微粒偏振率的經度-高度橫截面和緯度-高度橫截面。緯度和經度的範圍分別是0°N -40°N和50°E-110°E。

 

　　亞洲夏季風活躍期和間斷期內波長532 nm處氣溶膠偏振率在50°- 65°E和 65°- 80°E的緯度-高度橫截面。圖（c）和（d）中的陰影部分表示在經度72.5°E處的青藏高原地形。

 

　　亞洲夏季風活躍期和間斷期內波長532 nm處氣溶膠偏振率在80°- 90°E和 90°- 105°E的緯度-高度橫截面。圖中的陰影部分表示在經度85°E（a, b）和97.5°E（c, d）處的青藏高原地形。

 

　　2007-2010間季風期波長532 nm的氣溶膠偏振率在50°E - 110°E範圍內的緯度-高度橫截面和0°N - 40°N範圍內的經度-高度橫截面。圖中的陰影部分表示在經度80°E（a, b, c, d）處的青藏高原地形。

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