基于SNICAR模型研究黑碳对冰川反照率的影响

冰川反照率是控制冰雪消融速度的决定因素,而黑碳是冰川反照率的重要影响因子。基于MODIS数据反演了祁连山老虎沟12号冰川2001年-2019年的冰川反照率,分析反照率的变化趋势,并利用SNICAR模型定量分析黑碳对反照率的影响。该地区逐年平均反照率和夏季平均反照率在时间上呈现出上升趋势,且表现了明显的季节相关性,其中夏季平均值的上升趋势较之更为明显;雪冰中黑碳的存在会使反照率降低,黑碳对反照率降低的贡献度与海拔呈负相关,且受季节影响程度较大。

积雪黑碳及其对雪面反照率影响的观测和模拟研究

黑碳可以降低积雪表面反照率,进而影响气候和水文.本研究基于在长白山地区逐日积雪黑碳含量和积雪粒径等性质的观测,利用SNICAR模型分析积雪反照率的变化特征和影响因素,评估了当地积雪黑碳对反照率的削减作用.观测结果表明,2022年春季观测点积雪平均黑碳浓度为(655.2±509.3) ng·g^(-1),平均雪粒径大小为(213±70)μm,平均雪深和雪密度分别为(0.20±0.10) m和(213±41) kg·m^(-3),老雪的黑碳浓度、雪粒径和雪密度均明显高于新雪.基于观测数据模拟2022年春季积雪表面反照率,结果表明含黑碳积雪和纯雪的平均反照率分别是0.78±0.05和0.83±0.027,黑碳的存在导致平均反照率下降了0.057,在新雪和老雪分别下降了0.040和0.077.进一步模拟分析表明,随着黑碳浓度升高,积雪反照率下降速度放缓,但综合各因素后模拟的反照率下降值与黑碳浓度呈线性关系.雪粒径增大会放大黑碳的作用且这一效应随黑碳浓度上升而加强,观测期内太阳天顶角的日变化对积雪反照率的影响比季节性变化更为显著,雪密度与雪深增加也会放大黑碳的作用,但这一效应随黑碳浓度上升而减弱.本研究结果为深入探讨积雪黑碳等吸光物质的气候和水文效应提供了基础.