中国西北地区气溶胶单次散射反照率与直接辐射强迫精细反演及演变趋势研究

Aerosols play a key role in global climate change and its uncertainty impact on global climate change must be resolved. Northwest desert region in China is important dust aerosol source region of Asia and the world, the dust aerosol radiative forcing can not be ignored. The precise uantification of the regional dust aerosol direct radiative forcing and its evolution trend, will help to reduce dust aerosol’s uncertainty on climate change. Mainly surface in Northwest China are desert and Gobi-based, also include a variety of surface features sparse vegetation, snow and cities. Remote sensing observation have much difficulties because of the high surface albedo in this region. This study will use the normalization method to obtain accurate light background albedo in Northwest China by using multi-source satellite products based on the original work, improve surface albedo and related parameters in SBDART model and the accuracy of model inversion. System inversion of aerosol single scattering albedo and aerosol direct radiative forcing with ground observation and multi-source remote sensing data in Northwest China will be retrieved. Characters and Trends of aerosol optical radiation characteristics in recent years in Northwest China will be got on this work, which can provide valuable observations and findings for the study of radiation effects of dust aerosol on climate change.

气溶胶在全球气候变化中起着关键作用，其对全球气候变化影响的不确定性亟待解决。我国西北荒漠区域是亚洲乃至全球重要的沙尘气溶胶源区，沙尘气溶胶对辐射强迫的影响不容忽视，精确量化该区域沙尘气溶胶直接辐射强迫及其演变趋势，将有助于降低我国沙尘气溶胶气候效应研究的不确定性。西北区域地表以沙漠、戈壁为主，也包含稀疏植被、积雪和城市等多种地表特征，地表反照率高，遥感观测难度大。本研究拟在原有工作基础上，采用归一化方法基于多源卫星产品精确获取我国西北地区亮背景地表反照率，改进SBDART辐射传输模式地表反照率及相关参数，提升模式反演精度；利用地基联网观测与多源卫星遥感资料，系统反演获取我国西北典型区域气溶胶单次散射反照率与气溶胶直接辐射强迫；揭示近年来我国西北气溶胶光学辐射特性的演变特征与趋势，为我国沙尘气溶胶气候辐射效应研究提供有价值的观测数据和研究结果。

气溶胶在全球气候变化中起着关键作用，其对全球气候变化影响的不确定性亟待解决。我国西北荒漠区域是亚洲乃至全球重要的沙尘气溶胶源区，沙尘气溶胶对辐射强迫的影响不容忽视，精确量化该区域沙尘气溶胶直接辐射强迫及其演变趋势，将有助于降低我国沙尘气溶胶气候效应研究的不确定性。.本研究基于西北干旱半干旱区各类典型亮背景下垫面，进行地表反照率的敏感性数值试验，量化了地表反照率对SSA及ADRF反演结果的影响。结果表明，10%的地表反照率偏差将产生10-15W/m2的辐射模拟偏差。其中当气溶胶呈现出冷却效应影响时，地表反照率的增加将会产生明显的地气系统加热效应。项目以中科院大气物理研究院太阳分光辐射观测网西北7个地基观测站点为基础，将目前最广泛使用的MODIS卫星资料的地表反照率作为基本值，进行相关的SBDART辐射传输模式敏感性试验。利用多源卫星资料，进行归一化处理，获得了可用于比较的多站点长时间序列多源地表反照率资料。七个站点平均逐月地表反照率在0.10-0.19之间变化。目前已得到各站点多年的地表反照率结果以及多年月均值用于对比分析工作。最终建立了最适用于我国西北地区的反演方案与算法，精确获取近十年我国西北地区SSA和ADRF时空变化特征。7站点SSA在0.79-0.95之间，除兰州站（-7.9W/m2）外，其余站点气溶胶对地气系统呈现出较强的加热效应（2.4-13.8W/m2）。.研究经费按项目预算进行支出，人才培养方面和科研成果方面均取得很好进展，达到项目各项预期计划。