云凝结核测量结果中未活化颗粒的识别订正及其对气溶胶间接辐射效应的影响
编号:277
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更新:2022-07-05 23:47:33 浏览:469次
口头报告
摘要
气溶胶活化过程决定云滴数目,进而影响云微物理结构、降水过程、生命周期及辐射效应。云凝结核(CCN)探测试验为天气和气候模式确定活化参数化中可调参数,直接影响模式对云滴数目的预报。然而,CCN测量受限于光学粒子计数器(OPC)探测范围在0.75至10微米,测量结果会存在未活化颗粒影响。相比于先前研究忽略亦或以1微米作为经验阈值来区分活化滴与霾粒,我们使用基于k-Köhler理论推导出的活化滴临界活化直径和临界过饱和度的反比例关系来准确区分未活化颗粒与活化滴。理论计算发现环境温度为25℃时,当过饱和度大于0.186%,临界活化直径小于0.75微米,意味着CCN测量结果中不存在未活化颗粒的影响。在南京、深圳、庐山和湛江的六场CCN观测中,我们发现在过饱和度为0.1%时,未活化颗粒占比为40%至55%;当过饱和度为0.07%时,占比高达88%。研究发现未活化颗粒占比受到气溶胶理化特征和环境温度影响,存在地域差异。
未活化颗粒的存在造成活化参数化的偏差,进而增加模式对气溶胶间接辐射效应模拟的不确定性。因此需要对CCN测量结果进行订正从而去除未活化颗粒影响。图1为三种活化参数化对CCN测量结果订正前后的拟合结果。图2为未活化颗粒造成的拟合结果的偏差导致模式对云微物理量的模拟偏差。结果表明,CCN测量结果中未活化颗粒的存在导致活化参数化在低过饱和度时显著高估云滴数浓度,进而延长云的生命周期并增加云的反照率,造成对气溶胶间接辐射效应的高估。此外,提出新的活化参数化以更好地拟合订正后的CCN测量结果。
关键词
云凝结核,未活化颗粒,气溶胶间接辐射效应,活化参数化
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