东亚旱区气溶胶、云及其相互作用研究进展

东亚干旱半干旱区(简称为“东亚旱区”)是全球干旱带的重要组成部分,该区域水资源短缺,沙尘暴频发,沙尘气溶胶对大气辐射收支和云微物理过程的影响不可忽视。本文回顾了近年来东亚旱区气溶胶及云相关科学问题的研究进展,重点讨论了气溶胶、云特性以及气溶胶-云相互作用问题。东亚旱区大气中的气溶胶以沙尘为主,且春季多于其他季节;同时,该区域云水资源丰富,且以高云为主,夏季云量显著偏多。沙尘气溶胶可直接影响辐射收支对大气产生加热作用,并通过间接和半直接效应对云微物理过程和降水产生影响。由于云微物理观测资料稀缺,加之模式参数化方案的不准确,导致东亚旱区沙尘气溶胶-云相互作用仍存在较大的不确定,减小气溶胶、云所带来的不确定性是未来气候变化研究中亟需解决的科学问题。

华北地区层状云微物理特性及气溶胶对云的影响

利用机载粒子探测系统(PMS,ParticleMeasurementSystem)对1990年9、10月和1991年4月的春秋两季层状云进行了云及降水的微物理特征探测,分析了云微观特征和垂直分布,初步探讨了气溶胶对云的影响。结果表明,华北地区层状云的基本特征为云滴数浓度79.2cm-3、液态含水量0.03g.m-3、有效直径11μm并有垂直差异;云下气溶胶数浓度与云滴数浓度两者之间存在正相关关系,但其定量关系还有待于进一步研究。

利用CloudSat和MODIS数据研究气溶胶对层积云的影响

利用CloudSat的云雷达数据研究了太平洋东部副热带地区的层积云微物理特性。结果显示,CloudSat反演的云滴数浓度在垂直方向变化很小。结合CloudSat的云雷达数据和MODIS的气溶胶数据,研究了气溶胶对层积云的微物理特性和液态水路径的影响。结果表明:对于相同的液态水路径,气溶胶增加可以使得云滴的尺度减小,但总体上对云滴尺度的影响并不显著;由于云中液态水路径本身变化极大,导致气溶胶对液态水路径的影响很难和云中液态水路径本身的变化分离开。此外还发现:CloudSat反演的层积云液态水路径比MODIS反演的液态水路径偏高;层积云内液态水路径的不均一性比环境气溶胶光学厚度的不均一性大。

华东地区夏季云微物理结构的飞机观测分析

利用飞机搭载云粒子探头对2014年8月12-28日华东地区云的空间分布特征进行了探测,分析了云的垂直结构和水平分布特征,结合同时探测的气溶胶数据,探讨了云与气溶胶的相互作用关系。探测结果表明,安徽地区层状云云滴平均数浓度在24~297 cm^-3,液态含水量在0.04~0.13 g·m^-3,云滴数浓度随云底高度升高而减小,云滴粒径则随云底升高而增大。层积云(Sc)和雨层云(Ns)的云滴数浓度在云底最高,随高度上升浓度下降,液态含水量在云中部最高,云顶和云底处较低,高层云(As)云滴数浓度和液态含水量峰值均出现在云中上部。云的水平分布不均匀,云粒子双峰分布区域对应液态含水量高值区。Ns对气溶胶清除作用明显,清除方式以活化清除为主、碰并清除为辅。

南京信息工程大学60年来在大气物理学领域的若干重要研究进展

着重对南京信息工程大学建校60年来在云雾理化特性及微结构、冰雹形成微物理机制、电线积冰机理、人工影响天气理论与实践、大气气溶胶的理化特性及其对云降水的影响、大气边界层物理以及雷电过程等大气物理学领域的几个主要方面所开展的科学研究工作做简要回顾。

从边界层到中高层大气的气候环境综合探测与科学研究

经过50年的发展,中国科学院大气物理研究所华北香河气候与环境综合野外科学观测研究站(以下简称“香河站”)已具备从边界层到中高层气候环境的综合探测能力,加入了多个国内外大气探测网,是国际上少有的大气综合野外科学试验站。21世纪以来,香河站开展多次国际大型综合观测试验,在长期连续观测数据基础上,开展了中高层大气能量传播和物质交换、边界层大气物理化学和空气质量、太阳能监测预报等基础和应用研究,取得了一批有显示度的研究成果。继往开来,香河站将深耕先进探测仪器设备研制和更新改造,提升中高层大气热动力探测和边界层物理化学过程探测能力,建成集观测、试验和研究于一体的野外大气综合探测基地,提升对中层大气基本过程、上下大气层交换过程和机理、污染减排天气气候和环境效应等问题的科学认识,为我国在全球气候与环境议题上取得话语权和国家安全提供科技支撑。