西北干旱半干旱区黑碳和沙尘气溶胶吸收特性观测研究

大气气溶胶辐射效应是气候变化研究中一个重要的亟待解决的问题，目前对气溶胶散射特性分析较深入，而对吸收特性的研究相对不足，主要是受观测实验手段制约。欲正确估计气溶胶辐射效应，须准确计算吸收特性。本项目拟通过在西北干旱半干旱区代表测点，开展与大气气溶胶吸收特性有关的气溶胶监测、辐射观测实验，采用多波段黑碳仪、多角度吸收光度计、单粒子烟尘光度计和多波段激光雷达等国际先进仪器手段，配合相关气象观测、积雪中气溶胶粒子观测，预期达到：获得黑碳气溶胶特征；分析比较不同种类气溶胶吸收性质差异特征（如煤烟型气溶胶，单纯沙尘气溶胶，煤烟气溶胶+沙尘气溶胶等）；计算气溶胶吸收系数、消光系数、散射系数；计算单次散射反照率。揭示我国西北干旱地区气溶胶的辐射吸收特性，客观定量地计算气溶胶吸收辐射效应、综合辐射效应，在此基础上，改进气溶胶辐射参数化方案，改进大气数值模式对气溶胶辐射影响的模拟。

气溶胶辐射效应是气候变化研究中一个重要的亟待解决的问题，本项目利用多种观测仪器，研究气溶胶的吸收特性，为气溶胶辐射效应的定量化提供参考。.本项目以兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）为观测基地，开展了为期3年的观测实验。在实验基础之上，开展了如下研究工作：.（1）研究了黑碳质量浓度和吸收系数的日变化、周变化、月变化和季节变化特征；分析了兰州市气溶胶的来源，以及不同来源时黑碳气溶胶的变化特征。.（2）在激光雷达信号降噪、气溶胶消光系数边界值的确定、云的识别3个方面改进了激光雷达数据反演方法。.（3）分析了兰州市气溶胶消光特性的统计特征、卷云特性、大气边界层高度变化特征，以及沙尘气溶胶尺度分布特征等。.（4）分析了沙尘气溶胶和黑碳气溶胶的长波和短波辐射强迫，并探讨了不同地表反照率和天顶角对气溶胶辐射强迫的影响。.（5）分析了中国北方沙尘气溶胶的分布和气溶胶光学厚度时空分布特征。.（6）分析了复杂地形条件下湍流观测的印痕和边界层湍流特征以及地表能量不闭合特征。.（7）分析了WRF模式不同参数化方案的模拟能力，并模拟了边界层结构和局地环流特征，进而研究了气溶胶辐射效应影响。.项目执行期间，共发表论文23篇，其中SCI论文7篇、EI论文4篇、核心论文12篇；培养博士研究生5名、硕士研究生4名；在读博士研究生4名、硕士研究生9名。