近40年来全球陆地气溶胶直接辐射效应年代际变化的观测估计

20世纪70年代以来全球平均地表温度急剧上升了0.55 C左右，但我们还没有完全清楚这一气候变化的各个影响因子的贡献，尤其是气溶胶的辐射效应及其年代际变化。气溶胶寿命较短，受排放来源及气象条件的时、空变化的影响快速而明显。近40年来，在人类活动（工农业发展、森林破坏等）的影响下和自然变率的作用下，各类气溶胶及前体物（黒碳、二氧化硫等）的排放、地表反射率、云参数等因素的变化显著，导致气溶胶含量、光学性质及辐射效应的显著年代际变化。然而，目前国内外在这方面的系统性研究极少。为分析气溶胶对气候系统的影响，本课题将着重研究气溶胶直接辐射效应的年代际变化。基于地面气象站3小时能见度人工观测资料，并结合其它地面和卫星观测以及大气化学传输模型和辐射传输模型，计算近40年来全球各地区陆地上空的气溶胶光学厚度和直接辐射效应的年代际变化。受观测资料和研究手段限制，本课题暂不探讨气溶胶的半直接和间接辐射效应。

气溶胶的空间分布及其年代际变化是影响区域气候变化的重要因素。目前国内外缺乏可靠的污染源区气溶胶长期资料。本项目结合气象站能见度资料和大气化学传输模型GEOS-Chem模拟计算，逐月将分站点的空间上离散的能见度资料转化为格点化的空间上连续的气溶胶光学厚度AOD资料。利用模型提供的气溶胶垂直分布和水平变化信息，建立转化方法并应用到中国地区以获得近10年AOD资料，并与地基和卫星遥感反演得到的AOD资料对比验证，结果较为理想，系统偏差小、时空分布合理。能见度转化的AOD资料在有云和无云情况下都有数据，基本不存在像卫星AOD资料需要晴空采样而导致的采样偏差（sampling bias）。随后的工作会将该AOD资料集延伸到过去几十年，并将资料集公开（目前网页已经做好），并进一步研究气溶胶的直接辐射效应及其长期变化。此外，本项目还协助资助了申请人对于中国气溶胶来源方面的研究，以更好地了解气溶胶的年际和年代际变化背后的原因，成为本项目核心问题的重要延伸性研究。