氣溶膠間接氣候效應(yīng)研究取得突破性進(jìn)展

近日，南京大學(xué)教育、大氣與地球系統(tǒng)科學(xué)部國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室中外團(tuán)隊(duì)在氣溶膠間接氣候效應(yīng)研究方面取得突破，研究成果作為《Aerosol-driven droplet concentrations dominate coverage and water of oceanic low-level clouds》發(fā)表在《大氣與地球系統(tǒng)科學(xué)》雜志上。結(jié)果表明，在給定的氣象條件下，云凝結(jié)核(CCN)的變化可以通過影響云水路徑和輸送來解釋海洋低云輻射強(qiáng)迫的大部分變化(75%)。這表明CCN對海洋低云輻射強(qiáng)迫的影響在以往的研究中被嚴(yán)重低估，也意味著溫室氣體的增溫效應(yīng)可能在以往的研究中被嚴(yán)重低估。這一成果提高了對現(xiàn)有人類活動引起的氣候變化研究的認(rèn)識，對預(yù)測未來氣候變化也具有重要意義。

粒子作為云凝結(jié)核引起的云輻射強(qiáng)迫變化是人類活動引起的輻射強(qiáng)迫的重要組成部分，也是氣候評估中最不確定的項(xiàng)目之一。鑒于海洋低云對入射太陽輻射有明顯的反射和冷卻作用，了解氣溶膠粒子如何影響海洋低云的性質(zhì)，進(jìn)而影響海洋低云的輻射強(qiáng)迫，對于了解地球系統(tǒng)的能量收支和氣候變化具有重要意義。以往研究中采用的基于衛(wèi)星觀測到的氣溶膠光學(xué)信號(如光學(xué)厚度或氣溶膠指數(shù))研究氣溶膠-云相互作用的方法受到反演技術(shù)的限制，很難真實(shí)地表征進(jìn)入云中的CCN濃度，更不用說測量潔凈大氣中的CCN濃度。此外，如何分離CCN和氣象要素對云的影響是這類研究的另一個難點(diǎn)。本研究針對這兩個難點(diǎn)，研究者提出了新的方法：通過新發(fā)展的云滴數(shù)濃度(Nd)和云底上升速度(Wb)反演方法，獲得了云底過飽和下對應(yīng)的CCN濃度，巧妙地解決了前期利用氣溶膠光學(xué)信號研究氣溶膠-云相互作用的困難；根據(jù)氣象要素對云進(jìn)行分類，然后針對每個類別研究CCN對云的影響，有效消除了氣象要素的干擾。

表示彩云滴數(shù)濃度，單位為立方厘米。通過觀察云滴數(shù)濃度的分布，可以很容易地識別船舶排放的尾流。當(dāng)每立方厘米云滴數(shù)大于50時，降水受到抑制，云覆蓋面積較大。在船舶排放尾流交匯處，云滴的濃度和面積較大，由小云滴組成的較大云團(tuán)使更多的太陽能反射回太空。

這項(xiàng)研究工作由以色列希伯來大學(xué)丹尼爾羅森菲爾德教授牽頭，由陜西省氣象科學(xué)研究所朱延年博士、南京大學(xué)王明懷教授、美國馬里蘭大學(xué)鄭友通博士、德國萊比錫大學(xué)Tom Goren博士、浙江大學(xué)余紹才教授等國內(nèi)外學(xué)者共同完成。本文第一作者為丹尼爾羅森菲爾德教授、朱延年博士，第二作者為丹尼爾羅森菲爾德教授、王明懷教授、余紹才教授。地球系統(tǒng)科學(xué)國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室為中外團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)合作與交流提供了重要的平臺和支撐。丹尼爾羅森菲爾德教授是南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院兼職教授，大氣與地球系統(tǒng)科學(xué)國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)、咨詢與評估委員會委員。本文的合著者之一，南京大學(xué)王明懷教授是國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的主任。丹尼爾羅森菲爾德教授多次訪問國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，與實(shí)驗(yàn)室中方成員開展學(xué)術(shù)合作，為實(shí)驗(yàn)室發(fā)展提供指導(dǎo)。依托國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，丹尼爾羅森菲爾德教授和朱延年博士開展了氣溶膠云物理工作

與地球系統(tǒng)科學(xué)國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室作為南京大學(xué)教育部批準(zhǔn)的第一個也是唯一一個國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，是國家推進(jìn)綜合改革、實(shí)現(xiàn)國際化的重要規(guī)劃。在教育部、南京大學(xué)、赫爾辛基大學(xué)和江蘇省氣候變化協(xié)同創(chuàng)新中心的支持下，自成立以來取得了一批前沿科研成果。氣溶膠間接效應(yīng)合作研究的突破，顯示了國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在促進(jìn)學(xué)術(shù)合作與交流方面發(fā)揮的重要作用，是積極開展卓有成效的國際合作、擴(kuò)大國際影響力的典范。

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