【摘 要】
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本文基于AERONET体积谱分布观测资料,选取了12个海洋性的代表站点,首先分析了海盐气溶胶尺度分布特征,并首次从偏度和峰度的角度对lognormal谱分布和Gamma谱分布方案的参数化结果进行对比和分析;接着,基于Mie散射理论,评估采用不同谱分布方案计算出的粒子吸收和散射太阳辐射能力的差异,并和AERONET反演的光学参数进行比较;最后,结合SBDART辐射模式和CanAM4气候模式,分别从太
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本文基于AERONET体积谱分布观测资料,选取了12个海洋性的代表站点,首先分析了海盐气溶胶尺度分布特征,并首次从偏度和峰度的角度对lognormal谱分布和Gamma谱分布方案的参数化结果进行对比和分析;接着,基于Mie散射理论,评估采用不同谱分布方案计算出的粒子吸收和散射太阳辐射能力的差异,并和AERONET反演的光学参数进行比较;最后,结合SBDART辐射模式和CanAM4气候模式,分别从太阳天顶角和全球地理分布特征的角度,定量分析两种谱分布方案造成的海盐气溶胶辐射强迫的差异。主要结论如下:(1)海盐气溶胶是典型的粗粒子,体积谱分布呈现明显的单峰型结构。采用lognormal谱分布在0.4μm10μm拟合的粒子个数明显超出实际观测。采用Gamma谱分布,在上述半径范围对粒子数目的拟合精度可分别提高2.3倍和3倍。(2)lognormal谱分布偏小的偏度导致谱分布左倾减弱,粒子主体向.04μm(27)r(27)1μm移动,粒子数目被高估。偏小的峰度导致右侧尾部数量谱分布下降更缓慢,半径r(29)10μm的粒子数目被高估。该结论适用于12个海洋性代表站点的所有日资料。(3)和Gamma谱分布方案相比,采用lognormal谱分布方案会导致Mie散射计算出的消光系数异常偏大,单次散射反照率和非对称因子几乎不变。相函数随角度的变化不受所选谱分布方案的影响。(4)海盐气溶胶辐射强迫在大气层顶和地表均为负值,其直接辐射效应是冷却降温。SBDART辐射模式采用Gamma谱分布方案计算辐射强迫能在大气层顶和地表分别提高2.5倍和2.6倍的精度。随着太阳天顶角的增加,光学路径增大,lognormal谱分布高估海盐气溶胶辐射强迫的情况会被放大,相对误差高达91%。(5)CanAM4气候模式表明:lognormal谱分布方案计算的全球平均海盐气溶胶辐射强迫值与Gamma谱分布方案相比,在大气层顶和地表分别高估了-0.9Wm~2和-1.3Wm~2。区域的海表风速越大,lognormal谱分布方案造成的辐射强迫误差越显著。
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