郑利娟 程天海 吴俣

1)(中国科学院遥感与数字地球研究所,北京 100101)

2)(中国科学院大学,北京 100049)

黑碳团簇气溶胶混合生长的红外吸收特性及长波辐射效应∗

郑利娟1)2)程天海1)†吴俣1)

1)(中国科学院遥感与数字地球研究所,北京 100101)

2)(中国科学院大学,北京 100049)

(2017年4月20日收到;2017年5月16日收到修改稿)

黑碳气溶胶是当前气溶胶辐射强迫评估中最不确定的因子.本文通过构建黑碳的微物理模型,分别模拟了新鲜状态的黑碳气溶胶和混合生长(老化)后被硫酸盐包裹的黑碳气溶胶,利用叠加T矩阵方法计算获得了具有团簇形态和多成分混合的黑碳气溶胶红外吸收特性,通过大气辐射传输模型模拟了黑碳气溶胶的长波辐射强迫,分析了典型理化参数的敏感性.发现黑碳混合生长可以显著增强其大气层顶的长波辐射强迫,最高可达3倍.而且,包裹黑碳的硫酸盐半径越大,将明显增强大气层顶的黑碳长波辐射强迫.这些发现将有助于降低黑碳气溶胶气候效应评估的不确定性.

气溶胶,黑碳,长波辐射强迫,粒子吸收特性

1 引 言

黑碳由化石燃料、生物燃料和生物质等不完全燃烧形成,是气候增温效应仅次于二氧化碳的人为源[1−3].黑碳气溶胶颗粒的微观形态非常复杂,一般在排放初期的新鲜状态下呈现为数百个小粒子聚集成的团簇状[4,5].在大气中,黑碳与硫酸盐、硝酸盐、有机物、沙尘等不同成分的气溶胶粒子通过相互包裹、附着和内嵌等方式发生混合生长(老化……