《利用地面MFRSR和雷射雷達研究沙塵氣溶膠的間接效應》是依託蘭州大學，由王天河擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用地面MFRSR和雷射雷達研究沙塵氣溶膠的間接效應
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：王天河
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
沙塵氣溶膠作為乾旱半乾旱地區對流層中主要的氣溶膠類型，其間接輻射效應在該地區雲的發展過程中起到了重要的作用。本項目擬採用蘭州大學半乾旱氣候與環境觀測站(SACOL)沙塵氣溶膠的長期觀測以及2008年中美沙塵暴聯合觀測實驗景泰和張掖站的加強觀測，對該地區沙塵氣溶膠的光學特性和間接輻射效應進行深入研究。我們將結合地基遙感儀器多濾波旋轉影帶輻射計(MFRSR)和雷射雷達觀測發展一套能夠同時提供沙塵氣溶膠和雲光學特性反演的沙塵雲反演方案，對實際沙塵雲的觀測實施反演，並估計出沙塵氣溶膠和雲的混合程度，為減少目前沙塵氣溶膠間接輻射效應評估的不確定性提供重要依據。最後，結合反演結果和Fu-Liou輻射傳輸模式模擬，研究沙塵雲輻射強迫，評估沙塵氣溶膠間接輻射效應。項目的完成將進一步加深我們對乾旱半乾旱地區沙塵氣溶膠光學特性和間接輻射效應及其在該地區雲發展過程中相對貢獻的理解。
結題摘要
沙塵是我國西北乾旱半乾旱地區對流層大氣中最為主要的氣溶膠成分之一。由於該地區大氣乾冷、降水匱乏，沙塵氣溶膠在大氣中存在的時間較長、範圍較廣，使得沙塵與雲和降水的相互作用及對氣候變化產生重要的影響。沙塵和雲的混合(即沙塵雲)成為該地區一種越發多見的普遍雲類型。沙塵氣溶膠不僅能夠吸收和散射太陽輻射直接影響氣候，也可以扮演雲凝結核間接影響雲的微物理特性、雲量和雲壽命，進而間接影響氣候。因此在該地區沙塵氣溶膠間接輻射效應的研究顯得尤為重要，該研究的難點在於有雲條件下同時觀測沙塵氣溶膠和雲的微物理特性，相關觀測方法的研究成為未來準確評估氣溶膠間接輻射效應的重點。為此，本項目針對多濾波旋轉影帶輻射計（MFRSR）能夠同時觀測太陽直接輻射和總輻射且滿足輻射閉合的特點，採用蘭州大學半乾旱氣候與環境觀測站(SACOL)沙塵氣溶膠的長期觀測以及多次沙塵氣溶膠加強觀測試驗獲得的第一手觀測資料，建立了適用於西北乾旱半乾旱地區沙塵氣溶膠的非球形氣溶膠模型；根據此模型發展了均質條件下沙塵雲光學特性的反演算法，並針對其可能的反演誤差進行了敏感性試驗；比較驗證了星載MODIS和CERES的雲輻射通量及微物理特性同地面觀測的差異，為沙塵雲輻射強迫的研究奠定了基礎；結合過去沙塵-雲-降水相互作用的研究，闡明了東亞乾旱半乾旱地區沙塵氣溶膠對雲和降水的影響機理；也為評估沙塵氣溶膠間接輻射效應對該地區雲發展的影響，初步分析了半乾旱地區捲雲的光學和物理特性。
