我国西南地区和东南亚及印度半岛气溶胶直接辐射强迫研究

Over the past few decades, with the rapid development of economy and population, the concentration of anthropogenic aerosols in some developing countries has increased rapidly. Southwest China and Southeast Asia and the India Peninsula as the Asian monsoon region, the aerosol not only come from local emissions, transportion of aerosols by the monsoon also made great contribution to the aerosol concentration. The aerosol radiative effect will have a significant impact on regional climate and atmospheric circulation of water, energy and biogeochemical cycle. During the period that before and after monsoon onset, using satellite and ground-based observations of aerosol optical thickness and atmospheric radiation flux at the top of the atmosphere, the aerosol distribution and evolution in Southwest China and Southeast Asia and India Peninsula will be studied, the aerosol direct shortwave radiative forcing will be quantified and evaluated, the evolution of direct aerosol shortwave radiative forcing before and after monsoon onset will be exposed. It will offer new information for further understanding of monsoon and aerosol interaction.

过去数十年来,随着经济和人口的快速发展,一些发展中国家的人为气溶胶含量迅速增加。我国西南地区和东南亚及印度半岛作为亚洲季风区，其气溶胶不仅来源于本地排放，季风上游地区的输送也对气溶胶浓度变化做出了较大贡献，而气溶胶的辐射效应将对区域气候及大气水循环、能量和生物地球化学循环造成显著影响。故本项目将针对季风爆发前后的这段时期，利用卫星和地基观测气溶胶光学厚度和大气顶辐射通量资料，研究我国西南地区和东南亚及印度半岛气溶胶分布特征及演变规律，量化评估气溶胶直接短波辐射强迫，揭示季风爆发前后气溶胶直接短波辐射强迫的演变规律，为进一步认识季风与气溶胶相互作用提供新信息。

过去数十年来,随着经济和人口的快速发展，一些发展中国家的气溶胶含量迅速增加。我国西南地区和东南亚及印度半岛作为亚洲季风区，其气溶胶不仅来源于本地排放，季风上游地区的输送也对气溶胶浓度变化做出了较大贡献，而气溶胶的辐射效应将对区域气候及大气水循环、能量和生物地球化学循环造成显著影响，研究气溶胶辐射强迫有重要意义。本项目基于MERRA-2再分析提供的1980-2020年气溶胶光学厚度（AOD）和水平输送散度通量及晴空下地表净辐射通量等数据资料，对中南半岛和印度半岛生物质燃烧月份的AOD和晴空下地表气溶胶直接辐射强迫及其与大气短波加热率的关系进行分析，并利用MODIS卫星资料对2012-2019年的晴空下大气顶直接辐射强迫进行了估算。研究利用MERRA-2再分析AOD、地表反照率和ERA5再分析中水汽逐日数据对大气顶向上瞬时短波辐射通量进行估算，基于多元线性回归方法获得大气顶气溶胶短波直接辐射强迫；研究发现AOD与海域上空的辐射通量的线性相关较好，加入地表反照率后对陆地上拟合效果的提升较大，水汽主要对7-8月的拟合效果提升较大；但是直接辐射强迫的计算精度还需进一步提高。研究发现2000年以后印度半岛北部、缅甸、越南和老挝北部与云南交界地区均出现了气溶胶光学厚度明显增加而气溶胶辐射强迫明显增强的现象；中南半岛和我国西南地区的增强主要出现在2-4月的生物质燃烧季，而印度半岛北部的增强则出现在全年，尤其是1-2月、5-6月和11-12月，说明印度半岛的污染原因相对比较复杂；在5月季风爆发前，基本呈现的都是由印度半岛和中南半岛向中国西南及下游方向的碳质气溶胶输送，而到了6月输送明显减弱，7月后甚至出现了反向输送。3-4月生物质燃烧气溶胶在中南半岛和中国西南地区对大气的加热主要集中在700hPa附近，高值区主要集中在缅甸、老挝、越南和中国西南的交界地带，2000年以后大气加热明显增强。