本文系统性地研究了黑碳特性(垂直浓度、形状、大小和混合状态)和大气环境因素(云和气溶胶含量、地表反照率和太阳天顶角)对黑碳辐射效应的影响。不同微物理特性下黑碳的光学特性数据来自于对不同粒径分布及几何结构(聚合体和球体)的黑碳粒子的数值模拟。黑碳的垂直廓线和大气气溶胶特性通过飞机观测数据、激光雷达廓线以及AERONET数据来获取。另外,本文利用辐射传输(Libradtran)来模型计算黑碳辐射强迫。通过改变黑碳的光学特性可以看出,由于黑碳不同的几何形状和尺寸分布所造成的黑碳辐射强迫和加热率的不确定性小于30%,而黑碳混合状态所导致的不确定性却高达80%。对于黑碳的垂直结构来说,黑碳不同的垂直分布所造成的对整层大气中黑碳辐射强迫和加热率的相对变化小于10%,但却显著影响了黑碳对逐层大气的加热,从而显著影响了大气边界层稳定性。云和大气气溶胶等外界大气条件显著影响着大气所吸收的太阳入射辐射,因此对于评估黑碳加热率起着重要的作用。同时,地表反照率和太阳天顶角也显著影响着近地面处黑碳加热率的评估。综合考虑上述不确定性因素,本文引入一个经验近似公式来近似评估黑碳加热率对大气的影响。当已知黑碳的垂直结构时,逐层大气下黑碳的加热率可以通过拟合公式近似地计算出,这可以进一步应用于确定黑碳是否促进或抑制大气边界层发展。考虑到黑碳垂直浓度对于评估其垂直加热率具有决定性影响,本文建议需要对黑碳等吸收性气溶胶的垂直分布进行更准确地观测和模拟,以提高科学界对黑碳辐射效应的评估以及黑碳与大气边界层相互作用的认识。