第32卷第4期2008年7月大气科学ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol132No14Jul.2008石广玉,王标,张华,等.大气气溶胶的辐射与气候效应.大气科学,2008,32(4):826～840ShiGuangyu,WangBiao,ZhangHua,etal.Theradiativeandclimaticeffectsofatmosphericaerosols.ChineseJournalofAtmosphericSciences(inChinese),2008,32(4):826～840收稿日期2008201228,2008203217收修定稿资助项目国家重点基础研究发展规划项目2006CB403705、2006CB403706、2006CB403707,国家自然科学基金资助项目40490260,国家科技支撑计划2007BAC03A01作者简介石广玉,男,1942出生,研究员,主要从事大气辐射、大气气溶胶与全球气候变化等领域的研究。E2mail:shigy@mail.iap.ac.cn大气气溶胶的辐射与气候效应石广玉1王标1张华2赵剑琦1檀赛春1温天雪11中国科学院大气物理研究所,北京1000292中国气象局国家气候中心,北京100081摘要大气气溶胶的辐射与气候效应是目前全球气候变化研究的一个热点,也是一个难点问题。本文从介绍一些基本概念和科学问题入手,比较全面地回顾了我国,特别是中国科学院大气物理研究所建所以来有关方面的研究工作,重点在于探讨一些有待解决的科学问题。关键词大气气溶胶气候变化文章编号100629895(2008)0420826215中图分类号P422文献标识码ATheRadiativeandClimaticEffectsofAtmosphericAerosolsSHIGuangyu1,WANGBiao1,ZHANGHua2,ZHAOJianqi1,TANSaichun1,andWENTianxue11InstituteofAtmosphericPhysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing1000292NationalClimateCenter,ChinaMeteorologicalAdministration,Beijing100081AbstractTheraditiveandclimaticeffectsofatmosphericaerosolshavebeenoneofthekeyissuesinunderstandingtheglobalclimatechange.Byintroducingtherelatedconceptsandscientificproblems,thispaperreviewstheworksonthisareabyChinesescientists,especiallytheworksdonesincethefoundationoftheInstituteofAtmosphericPhysics,ChineseAcademyofSciences.Thescientificissuestobesolvedarehighlightedanddiscussed.Keywordsamosphericaerosols,climatechange1引言根据2007年2月发布的政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次科学评估报告[1],在1906～2005年的过去一百年间,全球平均地面温度已经上升了0.74℃;而且这种增暖不仅出现在地面,也出现在大气对流层,并由此引起了地球气候系统其他要素的变化,例如海平面上升、云和降水及其格局的变化,甚或是极端天气、气候事件的变化。因此,以全球变暖为代表的全球气候变化正在成为各国政府和一般民众所关心的重大地球科学问题。IPCC报告进一步认为:造成上述全球变暖的主要原因是1750年的工业革命以来,由人类活动所产生的大气温室气体(GreenhouseGases,缩写为GHGs)的排放。目前所得到的的最新结果是:在造成有关气候变暖的辐射强迫中,长寿命温室气体(包括CO2、CH4、N2O和卤代烃)的总辐射强迫为2163[±0126]W/m2,对流层O3及由CH4生成的平流层水汽的辐射强迫分别为0135[-011,+013]W/m2和0107[±0105]W/m2,总计为3105W/m2。与此相比,由自然原因,例如太阳输出变化,引起的辐射强迫则只有0112[-0106,+0118]W/m2。另一方面,人类活动所造成的地球气候系统辐射强迫因子的变化,并不都是使全球变暖的,有相当一部分因子可以导致全球变冷。例如,土地利用及覆盖的变化(LUCC,主要是森林砍伐和草原破坏)可以产生-0120[±0120]W/m2的负辐射强迫。但是,实际上导致全球变冷的主要因子是大气气溶胶。除黑碳气溶胶可产生0110[±0110]W/m2的辐射强迫外,绝大部分气溶胶粒子(包括硫酸盐、硝酸盐以及矿物沙尘等)总的直接辐射强迫和间接辐射强迫(仅包括云反照率效应,见下)分别为-0150[±0140]W/m2和-0170[-111,+014]W/m2,二者总计达到-112W/m2,已经接近工业革命以来大气主要温室气体二氧化碳所产生的1166W/m2气候变化辐射强迫。现在的问题是,在排除大气气溶胶的其他环境效应,例如对人体健康、能见度等影响之后,单就其气候效应而言,它在过去的气候变化中究竟起了何种作用?如何评价它在未来全球气候变化中的作用?如果我们因为其他环境问题的考虑,控制、减少大气气溶胶排...
