气溶胶对暖云降水的影响及其对气候的第二间接效应

本项目研究气溶胶对暖云降水的影响及其对气候的第二间接效应。气溶胶做为云的凝结核，通过影响云的形成而间接地影响气候。由于气溶胶的间接气候效应涉及了复杂的微物理-动力-辐射过程的相互作用，目前对它的估计具有很大的不确定性。本项目采用先进的云分辨模式- - 大涡模拟模式与包含详细微物理过程的云滴分档模式耦合，不仅可以分辨云的动力结构，还可以详细模拟云滴核化，凝结增长，重力沉降及碰并，模拟微物理过程与动力过程的反馈。本项目将具体研究气溶胶如何影响降水；降水如何改变云的动力过程，进而又影响云的进一步发展。本项目还将研究在不同水汽条件下，气溶胶对云及降水的影响有什么不同；将大尺度水汽效应和气溶胶效应分离，研究水汽和气溶胶对云和降水影响的相对重要性。本项目的结果可以帮助我们进一步理解气溶胶-云-降水-动力-辐射过程相互作用的物理机制，为改进气候模式中的参数化方案提供依据，更好地模拟气溶胶的间接气候效应。

本项目研究气溶胶对暖云降水的影响及其对气候的第二间接效应。气溶胶做为云的凝结核，通过影响云的形成而间接地影响气候。其中第一间接效应主要指气溶胶对云的反照率的影响，而第二间接效应主要指气溶胶对降水的影响以及由此对云的宏微观特征的影响。由于气溶胶的间接气候效应涉及了复杂的微物理-动力-辐射过程的相互作用，目前对它的估计具有很大的不确定性。本项目采用先进的云分辨模式--大涡模拟模式与包含详细微物理过程的云滴分档模式耦合，不仅可以分辨云的动力结构，还可以详细模拟云滴核化，凝结增长，重力沉降及碰并，模拟微物理过程与动力过程的反馈。本项目具体研究气溶胶如何影响云和降水；降水如何改变云的动力过程及后续的云的发展及微物理过程。研究结果表明，有降水和无降水时云中的三维结构有很大不同；降水对水汽场的分布及下一时刻云的发展也有很大影响。本项目还重点研究了气溶胶作为云凝结核的能力以及对云的影响。结果表明，对于相同的气溶胶，采用不同计算方法预测的云凝结核浓度有很大差别。另外，本项目还发现积云对污染物的垂直输送，包括把近地面的污染物向上输送和把边界层顶的污染物向下输送，都起着重要作用。当气溶胶被云垂直输送之后，又会反过来影响云的发展及降水。本项目还发现，有降水时积云的发展及边界层的发展会受到限制，这是因为降水使得云顶液态水减少，则云顶的夹卷混合过程变弱，边界层不易向上抬升。最后，本项目发现气溶胶及云的微物理特性对降水的参数化非常重要。本项目的结果可以帮助我们进一步理解气溶胶-云-降水-动力-辐射过程相互作用的物理机制，为改进气候模式中云和降水的参数化方案提供依据，更好地模拟气溶胶的间接气候效应。