NatureCommunication
尽管已有大量研究通过各种手段对气溶胶第一间接辐射强迫(RFaci)进行了定量评估,但目前仍未有较为一致的结论,特别是基于数值模拟和卫星观测的RFaci之间仍存在巨大差异。基于卫星观测估算的RFaci通常介于-0.2wm-2至-0.6wm-2之间,而模式模拟的RFaci在-0.3wm-2到-1.8wm-2之间,强度远高于前者。此外,利用卫星观测约束数值模式的研究得到的RFaci也低于纯模式模拟值。鉴于当前气候模式的空间分辨率较粗,其在气溶胶活化、云微物理过程参数化方面存在较大不确定性,IPCC在第五次评估报告中将更多的权重置于了卫星观测,估计的最优RFaci由第四次评估报告给出的-0.7wm-2降至-0.45wm-2。 因此,为进一步减小观测和模式之间的差异,获得可信的辐射强迫估计值,进而更准确地预测未来气候变化,从观测角度出发来详细探讨和理解气溶胶-云相互作用,认识现有观测资料在评估间接强迫中的局限性变得尤为重要和迫切。 南京信息工程大学贾海灵博士(第一作者)、马晓燕教授(通讯作者)、纽约州立大学奥尔巴尼分校(UAlbany)Prof.Dr.FangqunYu和莱比锡大学(Universit?tLeipzig)Prof.Dr.JohannesQuaas结合多平台的气溶胶-云反演、再分析资料及多模式模拟的人为气溶胶比,探究了卫星反演的固有局限、不同的CCN代理以及人为气溶胶比的不确定性等因素如何以及在何种程度上对RFaci的估算产生影响。研究成果近日发表在NatureCommunications《自然-通讯》。 当卫星反演网格被云完全覆盖时,则无法得到对应的气溶胶反演,因此基于卫星观测的研究往往局限于云量较低的情形,采样偏差发生。研究表明,采样偏差会系统性地缺失高云量和云光学厚度的那部分云,而其大多是厚的层积云,对地球系统有着更强的冷却作用。在考虑采样偏差的影响后,云敏感性较之前有所增加,且计算的全球平均RFaci由?0.38增加至?0.59Wm?2,增率达55%,其中陆地增幅则更加明显(%)。相较于当前广泛使用的云凝结核(CCN)替代量气溶胶光学厚度(AOD),当使用更准确的fine-modeAOD后,RFaci进一步增加至?1.09Wm?2。此外,RFaci对于人为气溶胶比高度敏感,在约束采样偏差和不同CCN代理的影响后,基于不同人为比得到的RFaci在?1.02Wm?2至?1.68Wm?2间变化。本文基于优化的方法得到的RFaci不论在空间分布还是全球均值上均更加接近模式结果。这一发现表明先前基于卫星资料的研究很可能大幅低估RFaci。在今后基于卫星遥感的气溶胶-云相互作用研究中,应格外考虑采样偏差等因素的所带来的不确定性。 图1.不同云覆盖情景下云反演与气溶胶反演/再分析资料的匹配。 本文相关论文: Jia,H.,Ma,X.,Yu,F.etal.Significantunderestimationofradiativeforcingbyaerosol–cloudinteractionsderivedfromsatellite-basedmethods.NatCommun12,(). |
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