我国北方季节性积雪中黑碳与沙尘辐射效应的观测研究

黑碳与沙尘粒子被认为是两种主要的吸收性气溶胶，由于其强吸收特性，经过干、湿沉降到积雪中，可明显降低积雪表面的反照率，影响辐射收支平衡，加速积雪融化，进而改变水循环，被认为是目前造成全球气候变暖的主要驱动因子之一。与研究大气中黑碳和沙尘相比，积雪中黑碳与沙尘物理和光学特性的观测具有成本低、精度高的特点，而且可进行大范围、高密度的连续观测。基于以上原因，本项目主要通过对我国北方冬季季节性积雪中黑碳和沙尘粒子的大范围观测，重点研究积雪中黑碳与沙尘的含量、沉降率及其波长指数、吸收系数等物理、光学参数，对比分析不同黑碳与沙尘的含量对积雪反照率的改变，探讨季节性积雪反照率的变化对我国区域辐射强迫效应造成的影响, 并为气候模式提供黑碳与沙尘浓度的可靠输入参数。此外，该项目的研究还可以为我国应对全球气候变化提供一定的科学依据。

黑碳等吸收性粒子沉降到冰雪表面可导致表层冰雪反照率显著下降，加速冰雪融化。该过程是影响区域及全球气候变化的重要因素。研究团队通过多次采集我国北方冬季大范围季节性积雪样品，分析了积雪中黑碳、有机碳、沙尘的含量，以及积雪粒径、密度、温度等重要参数，通过测量积雪反照率的改变揭示了积雪加速消融的可能原因，并发现了中国地区的黑碳不会向极地地区传输的直接证据。此外，在当前观测黑碳的仪器大都依赖国外进口的现状下，团队骨干成员成功研制出国内首台高精度、便携式黑碳积分光谱仪。截至目前，研究团队在该项目的资助下共发表论文11篇，其中SCI论文10篇。