項(xiàng)目名稱：氣溶膠-云-輻射反饋過(guò)程及其與亞洲季風(fēng)相互作用的

1、項(xiàng)目名稱稱：氣溶膠-云-輻輻射反饋饋過(guò)程及及其與亞亞洲季風(fēng)風(fēng)相互作作用的研研究首席科學(xué)學(xué)家：張小曳 中國(guó)氣氣象科學(xué)學(xué)研究院院起止年限限：20111.1至至20115.88依托部門門：中國(guó)氣象象局二、預(yù)期期目標(biāo)總體目標(biāo)標(biāo):提高我們們對(duì)于氣氣溶膠-云相互互作用這這個(gè)當(dāng)今今氣候變變化和云云降水研研究中最最不確定定問(wèn)題的的理解，研究我我國(guó)氣溶溶膠-區(qū)區(qū)域性大大氣污染染對(duì)天氣氣和氣候候（特別別是亞洲洲季風(fēng)）的影響響程度。發(fā)展一一個(gè)包含含氣溶膠膠對(duì)云-輻射-降水影影響及其其反饋機(jī)機(jī)制、可可準(zhǔn)確模模擬氣溶溶膠時(shí)空空分布變變化，并并能有效效耦合到到全球/區(qū)域天天氣氣候候模式中中氣溶膠膠理化數(shù)數(shù)值模式式系統(tǒng)，建

2、立霧霧的數(shù)值值預(yù)報(bào)方方法，并并研究空空氣污染染對(duì)天氣氣預(yù)報(bào)的的影響，特別是是對(duì)云和和降水預(yù)預(yù)報(bào)的影影響；提提升我國(guó)國(guó)參與IIPCCC第五次次評(píng)估報(bào)報(bào)告的氣氣候系統(tǒng)統(tǒng)模式模模擬中國(guó)國(guó)特點(diǎn)氣氣溶膠、詳細(xì)云云過(guò)程和和云輻射射過(guò)程的的能力，形成我我國(guó)新一一代氣溶溶膠-云-輻射氣氣候模式式系統(tǒng)。更深入入、準(zhǔn)確確地認(rèn)識(shí)識(shí)氣溶膠膠的間接接氣候效效應(yīng)、氣氣溶膠對(duì)對(duì)云和降降水的影影響，對(duì)對(duì)亞洲季季風(fēng)的影影響程度度，以及及對(duì)未來(lái)來(lái)氣候變變化的影影響程度度。為回回答氣溶溶膠是否否應(yīng)像溫溫室氣體體一樣納納入減排排、穩(wěn)定定氣候與與控制污污染之間間的關(guān)系系等氣候候變化議議題中的的敏感問(wèn)問(wèn)題、為為我國(guó)天天氣預(yù)報(bào)報(bào)和氣候候預(yù)

3、估準(zhǔn)準(zhǔn)確率的的提高、為污染染控制的的宏觀決決策等提提供系統(tǒng)統(tǒng)、獨(dú)立立的科學(xué)學(xué)支撐。實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)大氣氣氣溶膠及及其天氣氣-氣候候影響方方面的研研究與國(guó)國(guó)家的應(yīng)應(yīng)對(duì)氣候候變化、預(yù)報(bào)服服務(wù)需求求的無(wú)縫縫隙連接接。不僅僅將在氣氣溶膠-天氣氣候候變化這這一國(guó)際際研究的的熱點(diǎn)領(lǐng)領(lǐng)域不斷斷作出中中國(guó)科學(xué)學(xué)家具有有國(guó)際水水平的系系統(tǒng)、獨(dú)獨(dú)立的研研究成果果，還將將在提高高預(yù)報(bào)能力力、更好好地預(yù)估估未來(lái)氣氣候變化化和控制制區(qū)域大大氣污染染，以及及為國(guó)家家氣候變變化外交交這些重重要國(guó)家家需求方方面，不不斷發(fā)揮揮作用。鍛煉和和形成一一批活躍躍在國(guó)際際大氣科科學(xué)熱點(diǎn)點(diǎn)領(lǐng)域的的中青年科科學(xué)家群群體，五年中中要爭(zhēng)取取再有22

4、-3人人進(jìn)入國(guó)國(guó)際學(xué)術(shù)術(shù)組織任任職，擴(kuò)擴(kuò)大我國(guó)國(guó)在此領(lǐng)領(lǐng)域的骨骨干研究究隊(duì)伍規(guī)規(guī)模，提提高我國(guó)國(guó)在該領(lǐng)領(lǐng)域的整整體研究究水平。五年預(yù)期期目標(biāo):前2年目目標(biāo)：獲得對(duì)中中國(guó)不同同區(qū)域和和珠三角角典型季季風(fēng)區(qū)大大氣氣溶溶膠化學(xué)學(xué)、物理理和光學(xué)學(xué)特性，以及典典型揮發(fā)發(fā)性有機(jī)機(jī)物形成成二次有有機(jī)氣溶溶膠(SSOA)的主要要化學(xué)過(guò)過(guò)程（均均相和非非均相），以及及SOAA在老化化過(guò)程的的變化；并在氣氣溶膠光光學(xué)特性性和云微微物理特特性方面面初步建建立有統(tǒng)統(tǒng)計(jì)或有有物理意意義的定定量聯(lián)系系；獲得得氣溶膠膠對(duì)云微微物理結(jié)結(jié)構(gòu)影響響的三維維觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)，并并初步分分析結(jié)果果；建立兩個(gè)個(gè)分別針針對(duì)環(huán)境境氣溶膠膠單譜活

5、活化特性性的觀測(cè)測(cè)系統(tǒng)和和單粒子子懸浮實(shí)實(shí)驗(yàn)的室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)系統(tǒng)，在認(rèn)識(shí)識(shí)氣溶膠膠活化為為云凝結(jié)結(jié)核（CCCN）的活化化特性隨隨粒徑、化學(xué)成成分等的的變化特特征，以以及不同同條件下下氣溶膠膠和云滴滴粒子的的增長(zhǎng)蒸蒸發(fā)等微微物理特特性方面面取得進(jìn)進(jìn)展；發(fā)展、完完善、更更新自主主開發(fā)的的中國(guó)區(qū)區(qū)域氣溶溶膠及其其前體物物排放源源清單，并利用用反演模模式，研研發(fā)可為為當(dāng)前氣氣候和氣氣溶膠-云-輻輻射模式式提供最最新的氣氣溶膠及及其前體體物的排排放源的的源系統(tǒng)統(tǒng)；在發(fā)展的的氣體-氣溶膠膠在線耦耦合氣溶溶膠模式式（CUUACEE/ AAeroo）中實(shí)實(shí)現(xiàn)氣溶溶膠-云云-輻射射-降水水相互作作用的模模擬；并并

6、形成考考慮氣溶溶膠老化化過(guò)程的的環(huán)境氣氣溶膠混混合狀態(tài)態(tài)的參數(shù)數(shù)化方案案等；獲獲得一個(gè)個(gè)可準(zhǔn)確確模擬氣氣溶膠分分布變化化，并能能有效耦耦合到全全球/區(qū)區(qū)域天氣氣氣候模模式中、包含氣氣溶膠對(duì)對(duì)云-輻輻射-降降水影響響及其反反饋?zhàn)饔糜玫臍馊苋苣z模式式系統(tǒng)；改進(jìn)氣候候模式中中適合中中國(guó)特點(diǎn)點(diǎn)的詳細(xì)細(xì)云過(guò)程程和云-輻射過(guò)過(guò)程的合合理描述述，改進(jìn)進(jìn)氣候模模式中非非球形氣氣溶膠和和冰云的的輻射參參數(shù)化方方案；提升中國(guó)國(guó)參與IIPCCC ARR5的氣氣候模式式系統(tǒng)對(duì)對(duì)中國(guó)特特點(diǎn)氣溶溶膠、詳詳細(xì)云過(guò)過(guò)程和云云-輻射射過(guò)程的的模擬能能力，形形成我國(guó)國(guó)新一代代氣溶膠膠-云-輻射氣氣候模式式系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)觀觀測(cè)資料料

7、的分析析，獲得得氣溶膠膠、云和和亞洲季季風(fēng)的時(shí)時(shí)空變化化特征，以及在在不同時(shí)時(shí)間尺度度和空間間尺度上上氣溶膠膠-云的的相互作作用對(duì)亞亞洲季風(fēng)風(fēng)的影響響，特別別是珠三三角典型型季風(fēng)區(qū)區(qū)高污染染氣溶膠膠對(duì)較強(qiáng)強(qiáng)大季風(fēng)風(fēng)系統(tǒng)的的影響；通過(guò)嵌嵌套了氣氣溶膠-云模式式的區(qū)域域氣候模模式開展展氣溶膠膠對(duì)亞洲洲季風(fēng)影影響及反反饋的初初步研究究；在國(guó)內(nèi)外外核心刊刊物上發(fā)發(fā)表研究究論文660篇，其中在在SCII收錄的的刊物上上達(dá)到440篇以以上。后3年目目標(biāo)：獲得不同同化學(xué)組組成氣溶溶膠活化化成云凝凝結(jié)核（CCNN）的活活化率曲曲線，認(rèn)認(rèn)識(shí)其隨隨氣溶膠膠數(shù)濃度度分布，粒徑、吸濕性性的變化化特征；獲得氣氣溶膠、C

8、CNN和云滴滴粒子的的時(shí)空分分布特征征，建立立符合我我國(guó)特點(diǎn)點(diǎn)的氣溶溶膠與云云微物理理量間的的參數(shù)化化方案；深入研究究大氣氣氣溶膠的的活化、云滴增增長(zhǎng)蒸發(fā)發(fā)等微物物理過(guò)程程，得到到不同地地區(qū)CCCN活化化效率特特征，以以及不同同條件下下氣溶膠膠和云滴滴粒子的的增長(zhǎng)蒸蒸發(fā)等微微物理特特性；改進(jìn)新的的氣溶膠膠-云-輻射數(shù)數(shù)值模式式系統(tǒng)（CUAACE/ Aeero-Cheem）中中降水轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的方方案， 分析研研究氣溶溶膠對(duì)降降水效率率的影響響。在中中國(guó)氣象象局自主主發(fā)展的的中尺度度天氣數(shù)數(shù)值模式式（GRRAPEES）中中實(shí)現(xiàn)氣氣溶膠-云-輻輻射三者者在線交交互式全全耦合，并測(cè)試試能夠業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)行行的區(qū)

9、域域性霧-霾天氣氣數(shù)值預(yù)預(yù)報(bào)系統(tǒng)統(tǒng)；研發(fā)成功功帶有氣氣溶膠數(shù)數(shù)值同化化的霧-霾天氣氣數(shù)值預(yù)預(yù)報(bào)系統(tǒng)統(tǒng)，深入入認(rèn)識(shí)當(dāng)當(dāng)今中國(guó)國(guó)地區(qū)氣氣溶膠與與云（霧霧）及降降水的相相互作用用機(jī)制；以我國(guó)參參與IPPCC AR55的新一一代氣溶溶膠-云云-輻射射氣候模模式系統(tǒng)統(tǒng)為主要要手段結(jié)結(jié)合區(qū)域域氣候模模式，更更深入、準(zhǔn)確地地認(rèn)識(shí)氣氣溶膠在在全球和和亞洲區(qū)區(qū)域的間間接氣候候效應(yīng)；評(píng)估大氣氣氣溶膠膠對(duì)區(qū)域域和全球球氣候的的影響程程度，特特別是氣氣溶膠的的直接和和間接氣氣候效應(yīng)應(yīng)對(duì)亞洲洲季風(fēng)的的影響程程度，且且重點(diǎn)研研究氣溶溶膠對(duì)降降水變化化以及季季風(fēng)覆蓋蓋區(qū)變化化的影響響，并對(duì)對(duì)比氣溶溶膠對(duì)東東亞和對(duì)對(duì)印度季季

10、風(fēng)的不不同影響響，探索索影響亞亞洲季風(fēng)風(fēng)、特別別是東亞亞季風(fēng)自自然及人人為變化化的因素素，并認(rèn)認(rèn)識(shí)亞洲洲季風(fēng)異異常對(duì)氣氣溶膠重重新分布布的反饋饋?zhàn)饔?；根?jù)IPPCC給給出的排排放情景景，通過(guò)過(guò)全球和和區(qū)域氣氣候模式式，預(yù)估估未來(lái)不不同的排排放情景景下的氣氣候變化化程度，評(píng)估氣氣溶膠在在其中的的貢獻(xiàn)；基于現(xiàn)現(xiàn)有排放放源系統(tǒng)統(tǒng)以及開開發(fā)的源源評(píng)估及及反算系系統(tǒng)，計(jì)計(jì)算不同同氣候變變化情景景下因工工業(yè)布局局、新科科技、人人口以及及其它因因子變化化的情況況下的污污染排放放情況，評(píng)價(jià)氣氣候變化化對(duì)空氣氣污染狀狀況的可可能反饋饋；不斷研究究新的氣氣候變化化談判中中可能與與氣溶膠膠有關(guān)的的議題，提供系系列決

11、策策咨詢報(bào)報(bào)告，服服務(wù)國(guó)家家的氣候候變化外外交活動(dòng)動(dòng)；在國(guó)內(nèi)外外核心刊刊物上發(fā)發(fā)表研究究論文880篇，其中在在SCII收錄的的刊物上上達(dá)到660篇以以上。三、研究究方案1）學(xué)術(shù)術(shù)思路本申請(qǐng)擬擬設(shè)臵66個(gè)課題題，其中中第一、二、三三課題聚聚焦在氣氣溶膠-云-輻輻射相互互關(guān)系的的觀測(cè)研研究上，為在云云模式和和中尺度度模式中中（第四四課題）、在全全球和區(qū)區(qū)域氣候候模式中中（第五五、六課課題）形形成和改改進(jìn)適合合中國(guó)特特點(diǎn)的氣氣溶膠-云-輻輻射相互互作用的的數(shù)值模模擬提供供輸入，為第四四課題模模式輸出出的氣溶溶膠及云云微物理理特性空空間分布布，為霧霧形成機(jī)機(jī)制的數(shù)數(shù)值模擬擬研究等等提供輸輸入與檢檢驗(yàn)；

12、第第四課題題最重要要的研究究是發(fā)展展一個(gè)包包含氣溶溶膠對(duì)云云-輻射射-降水水影響及及其反饋饋機(jī)制、可準(zhǔn)確確模擬全全球及中中國(guó)區(qū)域域氣溶膠膠時(shí)空分分布變化化，并能能有效耦耦合到全全球/區(qū)區(qū)域天氣氣氣候模模式（第第五和第第六課題題）中的的氣溶膠膠-云-輻射數(shù)數(shù)值模擬擬系統(tǒng)。深入認(rèn)認(rèn)識(shí)當(dāng)今今中國(guó)地地區(qū)氣溶溶膠與云云（霧）及降水水的相互互作用機(jī)機(jī)制，建建立霧的的數(shù)值預(yù)預(yù)報(bào)方法法；第五五課題的的主要研研究是將將氣溶膠膠-云-輻射數(shù)數(shù)值模擬擬系統(tǒng)更更新耦合合到中國(guó)國(guó)氣象局局參與IIPCCC ARR5的全全球氣候候模式中中，通過(guò)過(guò)全球氣氣候模式式研究氣氣溶膠對(duì)對(duì)云的改改變導(dǎo)致致的氣溶溶膠的間間接氣候候效應(yīng)，

13、評(píng)估氣氣溶膠對(duì)對(duì)亞洲季季風(fēng)的影影響程度度，并評(píng)評(píng)估氣溶溶膠在未未來(lái)氣候候變化中中的貢獻(xiàn)獻(xiàn)，同時(shí)時(shí)為第六六課題區(qū)區(qū)域氣候候模式提提供邊界界；第六六課題分分兩個(gè)主主要的部部分，一一是利用用資料研研究亞洲洲季風(fēng)和和氣溶膠膠各自的的變化及及相互影影響，二二是通過(guò)過(guò)區(qū)域氣氣候模式式更詳細(xì)細(xì)地評(píng)估估氣溶膠膠對(duì)亞洲洲季風(fēng)環(huán)環(huán)流和降降水的影影響與反反饋。同同時(shí)結(jié)合合第四課課題預(yù)估估在未來(lái)來(lái)不同的的氣候變變化情景景下的污污染排放放，認(rèn)識(shí)識(shí)氣候變變化對(duì)未未來(lái)中國(guó)國(guó)空氣質(zhì)質(zhì)量的可可能影響響。2）技術(shù)術(shù)途徑資料收集集收集過(guò)去去幾十年年來(lái)國(guó)內(nèi)內(nèi)外的地地面試驗(yàn)驗(yàn)觀測(cè)資資料和衛(wèi)衛(wèi)星遙感感資料，特別是是長(zhǎng)期觀觀測(cè)網(wǎng)的的數(shù)據(jù)，

14、主要的的網(wǎng)絡(luò)包包括： EMEEP、IIMPRROVEE；收集集、整理理國(guó)際大大型觀測(cè)測(cè)計(jì)劃JJAMEEX (A JJoinnt AAeroosollMonnsooon EExpeerimmentt)，AACPCC、ACCE-AAsiaa、TRRACEE-P、TARRFOXX、INNDOEEX、AAEROONETT、APPEX、ADEEC、BBSRNN、GEEBA和和ARMM等觀測(cè)測(cè)期間飛飛機(jī)、艦艦船和地地面上的的觀測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)以及及已有的的我國(guó)氣氣溶膠、區(qū)域本本底觀測(cè)測(cè)站氣溶溶膠觀測(cè)測(cè)資料； 收集集IGAAC，GGEWEEX等研研究計(jì)劃劃的研究究成果；收集MMODIIS、CCALIIPSOO、Cl

15、louddSatt，PAARASSOL，AURRA、MMISRR、ENNVISSAT、POLLDERR、TOOMS、AVHHRR和和GLII衛(wèi)星探探測(cè)資料料；收集集我國(guó)11961120009年臺(tái)臺(tái)站的氣氣象和氣氣溶膠相相關(guān)的觀觀測(cè)資料料。氣溶膠理理化、光光學(xué)特性性的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化觀測(cè)測(cè)依托中國(guó)國(guó)氣象局局大氣成成分觀測(cè)測(cè)網(wǎng)（CCAWNNET），在中中國(guó)144個(gè)關(guān)鍵鍵區(qū)域的的38個(gè)個(gè)代表性性觀測(cè)站站（圖11），開展近近地面層層不同粒粒級(jí)氣溶溶膠濃度度、化學(xué)學(xué)組成、氣溶膠膠散射、吸收特特性、能能見度、氣溶膠膠數(shù)濃度度的連續(xù)續(xù)、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化觀測(cè)測(cè)，獲得得多粒級(jí)級(jí)氣溶膠膠濃度(PM110、PPM2.5、PPM1)

16、、在7個(gè)波段上的的吸收特特性、散散射特性性、能見見度、以以及通過(guò)過(guò)濾紙采采樣及實(shí)實(shí)驗(yàn)室測(cè)測(cè)定獲得得的六類七種氣溶溶膠組分分（黑碳、有有機(jī)碳、沙塵、硫酸鹽鹽、硝酸酸鹽、銨鹽及海海鹽氣溶溶膠）的的濃度等等，獲得得氣溶膠膠各種特特性及其其影響在在中國(guó)近近底層大大氣中的的時(shí)空分分布和變變化。氣溶膠及及云特性性的地基基站網(wǎng)遙遙感、激激光雷達(dá)達(dá)觀測(cè)與與衛(wèi)星遙遙感-反反演依托由228個(gè)CCEMEEL太陽(yáng)陽(yáng)光度計(jì)計(jì)組成的的中國(guó)氣氣象局氣氣溶膠遙遙感觀測(cè)測(cè)網(wǎng)（CCARSSNETT）（圖圖2）、以及990多個(gè)個(gè)輻射觀觀測(cè)站、數(shù)臺(tái)激激光雷達(dá)達(dá)，并以以科技部部20006年立立項(xiàng)的氣氣溶膠9973項(xiàng)項(xiàng)目(220066C

17、B44037700)中已經(jīng)經(jīng)發(fā)展的的有中國(guó)國(guó)特色的的地基遙遙感氣溶溶膠光學(xué)學(xué)特性反反演方法法為基礎(chǔ)礎(chǔ)，獲取取我國(guó)氣氣溶膠光光學(xué)厚度度、譜分分布、折折射率虛虛部、一一次散射射反照率率、消光光系數(shù)分分布等氣氣溶膠關(guān)關(guān)鍵輻射射特性的的系統(tǒng)觀觀測(cè)資料料。特別別是此次次申請(qǐng)擬擬通過(guò)拉拉曼激光光雷達(dá)探探索反演演折射率率虛部、一次散散射反照照率等關(guān)關(guān)鍵氣溶溶膠輻射射特性垂垂直分布布，同時(shí)時(shí)利用CCARSSNETT儀器中中紅光和和近紅外外波段 的儀器云云模式狀狀態(tài)散射觀觀測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)，探索索獲得不不同區(qū)域域歸一化化云指數(shù)數(shù)（NDDCI）。利用用聯(lián)網(wǎng)觀觀測(cè)獲得得的不同同紅外窄窄波段，根據(jù)衛(wèi)衛(wèi)星遙感感獲得的的地表反反

18、照率，運(yùn)用RRstaar-44B輻射射傳輸模模式，并并與利用用微波輻輻射計(jì)與與全天空空成像儀儀、云雷雷達(dá)獲得得的結(jié)果果相比較較，反演演云的氣氣溶膠光光學(xué)厚度度與云滴滴有效半半徑、并并評(píng)估不不同儀器器反演結(jié)結(jié)果之間間的差異異。在國(guó)家衛(wèi)衛(wèi)星氣象象中心自自主開發(fā)發(fā)的陸上上和海上上氣溶膠膠反演的的成熟算算法基礎(chǔ)礎(chǔ)上，利利用風(fēng)云云三號(hào)上上午星FFY-33A和風(fēng)風(fēng)云三號(hào)號(hào)下午星星FY-3B搭搭載的中中分辨率率光譜成成像儀MMERSSI 11公里分分辨率、多時(shí)次次的全球球資料，獲取研研究期間間陸上和和海上氣氣溶膠數(shù)數(shù)據(jù)集。該工作作是氣溶溶膠-云云-輻射射相互作作用研究究的重要要支撐；在氣溶溶膠算法法改進(jìn)方方

19、面，重重點(diǎn)引入入中國(guó)北北方沙漠漠、半干干旱區(qū)域域地表的的雙向反反射實(shí)測(cè)測(cè)資料，利用偏偏振、多多角度等等信息改改進(jìn)中國(guó)國(guó)區(qū)域高高地表反反照率上上空氣溶溶膠的定定量反演演技術(shù)。研究并并解決海海陸交界界處陸上上氣溶膠膠和海上上氣溶膠膠反演結(jié)結(jié)果不連連續(xù)的難難題。同時(shí)利用用國(guó)家衛(wèi)衛(wèi)星氣象象中心自自主開發(fā)發(fā)的云檢檢測(cè)、云云相態(tài)和和云分類類的算法法，處理理風(fēng)云二二號(hào)靜止止衛(wèi)星、風(fēng)云三三號(hào)極軌軌衛(wèi)星資資料，獲獲取研究究期間大大范圍、高時(shí)次次的云識(shí)識(shí)別、云云相態(tài)和和云分類類數(shù)據(jù)集集，特別別是利用用目前國(guó)國(guó)際上最最為先進(jìn)進(jìn)的紅外外高光譜譜遙感技技術(shù)，并并將NOOAA極極軌衛(wèi)星星和FYY-2系系列靜止止衛(wèi)星結(jié)結(jié)合

20、，結(jié)結(jié)合數(shù)值值模式，探索云云頂高度度較為準(zhǔn)準(zhǔn)確的定定量遙感感方法。擬利用用風(fēng)云三三號(hào)中分分辨率光光譜成像像儀MEERSII和微波波成像儀儀MWRRI的資資料，聯(lián)聯(lián)合光學(xué)學(xué)和微波波遙感的的優(yōu)勢(shì)，探索多多個(gè)高度度云光學(xué)學(xué)厚度、云中粒粒子有效效半徑的的遙感方方法，光光學(xué)-微微波-模模式多源源信息協(xié)協(xié)同反演演方法獲獲得衛(wèi)星星遙感云云物理特特性的觀觀測(cè)資料料。 將將地基遙遙感與衛(wèi)衛(wèi)星遙感感相結(jié)合合，在氣氣溶膠光光學(xué)特性性和與云云微物理理特性方方面建立立有統(tǒng)計(jì)計(jì)意義或或有物理理意義的的定量聯(lián)聯(lián)系。高山站點(diǎn)點(diǎn)對(duì)氣溶溶膠-云云相互作作用的高高空直接接觀測(cè)在大規(guī)模模連續(xù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)測(cè)、地基基遙感、激光雷雷達(dá)和衛(wèi)衛(wèi)

21、星遙感感-反演演聯(lián)合研研究的基基礎(chǔ)上，選擇泰泰山（海海拔15500米米）開展展對(duì)氣溶溶膠-云云相互作作用的高高空直接接觀測(cè)。擬利用用掃描電電遷移率率粒徑分分析儀中中的DMMA 選選定特定定粒徑段段的粒子子（關(guān)注注細(xì)顆粒粒物300-3000 nnm），然后分分別利用用云凝結(jié)結(jié)核計(jì)數(shù)數(shù)器和凝凝結(jié)粒子子計(jì)數(shù)器器，研究究不同過(guò)過(guò)飽和度度比下，氣溶膠膠活化為為云凝結(jié)結(jié)核的活活化效率率，并利利用氣溶溶膠質(zhì)譜譜儀、掃掃描電遷遷移率粒粒徑分析析儀開展展同步觀觀測(cè)，獲獲取細(xì)顆顆粒中化化學(xué)成分分（硫酸酸鹽、硝硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)物物）的濃濃度變化化序列和和化學(xué)成成分的譜譜分布、云凝結(jié)結(jié)核濃度度等資料料。同時(shí)時(shí)利用單

22、單粒子煙煙塵光度度計(jì)-SSP2，觀測(cè)黑黑碳?xì)馊苋苣z粒子子的數(shù)濃濃度、質(zhì)質(zhì)量濃度度以及粒粒徑分布布，并同同時(shí)觀測(cè)測(cè)與其它它氣溶膠膠混合的的黑碳?xì)鈿馊苣z粒粒子的數(shù)數(shù)濃度、質(zhì)量濃濃度以及及粒徑分分布，進(jìn)進(jìn)一步分分析混合合型粒子子的時(shí)空空分布、輸送特特性及其其壽命等等。結(jié)合合熱線含含水量?jī)x儀（LWWC），霧滴譜譜儀，雨雨滴譜儀儀和微波波輻射計(jì)計(jì)，以及及氣溶膠膠散射、吸收儀儀，太陽(yáng)陽(yáng)光度計(jì)計(jì)、能見見度、分分八級(jí)氣氣溶膠采采樣儀（MOUUDI）等的同同步觀測(cè)測(cè)，直接接觀測(cè)到到高空115000 m的的不同粒粒徑化學(xué)學(xué)組成的的氣溶膠膠-CCCN-云云（霧）滴-輻輻射特性性及其對(duì)對(duì)降水的的影響。并能夠夠在不同同

23、季節(jié)、不同天天氣條件件下對(duì)云云的生消消過(guò)程開開展直接接和長(zhǎng)期期的觀測(cè)測(cè)與研究究，弄清清氣溶膠膠粒子隨隨尺度和和組成變變化的CCCN活活化特性性，以及及與云（霧）滴滴的關(guān)系系，內(nèi)外外混合的的特征等等。為研研究我國(guó)國(guó)區(qū)域大大氣云（霧）形形成過(guò)程程中的氣氣溶膠作作用提供供重要的的數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)。飛機(jī)對(duì)氣氣溶膠-云微物物理特征征的直接接和垂直分布布觀測(cè)利用項(xiàng)目目申請(qǐng)單單位中國(guó)國(guó)氣象科科學(xué)研究究院已有有的大量氣氣溶膠和和云微物物理結(jié)構(gòu)構(gòu)觀測(cè)資資料，再再結(jié)合項(xiàng)項(xiàng)目參與與單位北北京人影影中心，河北人人影中心心和山西西人影中中心的人人工影響響天氣飛飛機(jī)的飛行業(yè)業(yè)務(wù)，有有針對(duì)性性的設(shè)計(jì)計(jì)每年超超過(guò)1000架次次的飛

24、機(jī)機(jī)觀測(cè)氣氣溶膠、CCNN以及云云的微物物理特性性等。當(dāng)前前在中國(guó)國(guó)的人影影飛機(jī)中中，具備備云和氣氣溶膠分分別探測(cè)測(cè)的單位位只有北北京、河北和和山西人人影，以以及吉林林省人影影辦。吉吉林的氣氣溶膠污污染程度度遠(yuǎn)低于于京津和和華北，而北京京、河北和和山西人人影辦均均是本項(xiàng)項(xiàng)目申請(qǐng)請(qǐng)的參加加單位。主要是是利用機(jī)機(jī)載氣溶溶膠質(zhì)譜譜(AMMS)、掃描電電遷移率率顆粒徑徑譜儀(SMPPS)、云凝結(jié)結(jié)核計(jì)數(shù)數(shù)器和凝凝結(jié)粒子子計(jì)數(shù)器器、被動(dòng)動(dòng)腔體氣氣溶膠粒粒譜探測(cè)測(cè)儀(PPCASSP)、機(jī)載粒粒子測(cè)量量系統(tǒng)（PMSS）、單單顆粒黑黑碳?xì)馊苋苣z光度度儀(SP22)等儀儀器設(shè)備備，觀測(cè)不不同季節(jié)節(jié)、不同同天氣條

25、條件下，云中不不同部位位氣溶膠膠的成分分、粒子子譜，氣氣溶膠活活化成CCCN的的活化性性特性，以及云云的各種種特征參參量的水水平和垂直分分布特征征，弄清清不同種種類氣溶溶膠在不不同污染染程度下下活化為為CCNN的活化化特性；并并分析氣氣溶膠對(duì)對(duì)太陽(yáng)輻輻射在不不同高度度的影響響，以及及不同粒粒徑段氣氣溶膠粒粒子對(duì)太太陽(yáng)輻射射的影響響；同時(shí)時(shí)有針對(duì)對(duì)性的開開展多架架探測(cè)飛飛機(jī)同時(shí)時(shí)進(jìn)行的的云下、云內(nèi)、云外氣氣溶膠、CCNN以及云云滴數(shù)濃濃度和譜譜分布的的同步觀觀測(cè)，將將對(duì)比分分析觀測(cè)測(cè)結(jié)果，研究云云體的垂垂直結(jié)構(gòu)構(gòu)、云中中氣溶膠膠的活化化率，并在我國(guó)國(guó)高濃度度氣溶膠膠區(qū)域?qū)ふ覛馊苋苣z與云云滴數(shù)濃

26、濃度的定定量關(guān)系系，分析析氣溶膠膠對(duì)云體體發(fā)展和和生命期期的影響響，建立立氣溶膠膠與云微微物理量量間參數(shù)數(shù)化方案案。組織織開展一一架（或或多架）專門探探測(cè)飛機(jī)機(jī)在對(duì)流流層中層層（30000米米）以上上不同高高度的跨跨區(qū)域、不同季季節(jié)遠(yuǎn)距距離飛行行探測(cè)， 研究究氣溶膠膠遠(yuǎn)距離離輸送過(guò)過(guò)程中與與云的聯(lián)聯(lián)系及可可能發(fā)生生的變化化。環(huán)境氣溶溶膠活化化特性和和單粒子子懸浮實(shí)實(shí)驗(yàn)的室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)這方面的的研究要要認(rèn)識(shí)的的兩個(gè)具具體科學(xué)學(xué)問(wèn)題是是：實(shí)際際大氣中中氣溶膠膠活化為為CCNN的活化化效率是是如何變變化的？氣溶膠膠或者云云滴的凝凝結(jié)和蒸蒸發(fā)過(guò)程程如何隨隨大氣環(huán)環(huán)境條件件改變？ 為此此，我們們將建立立2

27、個(gè)針針對(duì)這22個(gè)問(wèn)題題的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)觀測(cè)系系統(tǒng)：11）環(huán)境境氣溶膠膠單譜活活化特性性的觀測(cè)測(cè)系統(tǒng)，由氣溶溶膠進(jìn)氣氣系統(tǒng)、干燥系系統(tǒng)、DDMA、CCNNC、和和CPCC等儀器器組成，通過(guò)測(cè)測(cè)量3000 nnm以下下粒子的的活化特特性，得得到該地地區(qū)的活活化曲線線，這些些觀測(cè)結(jié)結(jié)果將被被用于大大氣氣溶溶膠與云云相互作作用的模模式研究究；2）單粒子子懸浮實(shí)實(shí)驗(yàn)的室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)系統(tǒng)，觀測(cè)包包括氣溶溶膠譜、環(huán)境氣氣溶膠整整體和單單譜活化化特性、霧滴譜譜、污染染氣體和和氣溶膠膠化學(xué)成成分、和和云滴增增長(zhǎng)蒸發(fā)發(fā)等微物物理過(guò)程程。利用用電場(chǎng)將將單個(gè)帶帶電粒子子懸浮在在云室內(nèi)內(nèi)，通過(guò)過(guò)改變環(huán)環(huán)境參數(shù)數(shù)(溫度度、濕度度、

28、大氣氣壓、痕痕量氣體體濃度)及粒子子本身的的物理化化學(xué)特性性(大小小、成分分、相態(tài)態(tài))，來(lái)來(lái)研究氣氣溶膠粒粒子和云云滴在不不同的環(huán)環(huán)境條件件下的響響應(yīng)。性性(大小小、成分分、相態(tài)態(tài))，來(lái)來(lái)研究氣氣溶膠粒粒子和云云滴在不不同的環(huán)環(huán)境條件件下的響響應(yīng)。二次有機(jī)機(jī)氣溶膠膠形成與與老化過(guò)過(guò)程及其其影響的的非均相相化學(xué)反反應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)擬建立用用于SOOA形成成和老化化過(guò)程研研究的在在線動(dòng)態(tài)態(tài)檢測(cè)設(shè)設(shè)備，并并集成多多種氣溶溶膠性質(zhì)質(zhì)檢測(cè)手手段對(duì)這這一問(wèn)題題進(jìn)行深深入研究究。模擬擬典型揮揮發(fā)性有有機(jī)物（異戊二二烯、蒎蒎烯及其其揮發(fā)性性氧化產(chǎn)產(chǎn)物）等等的主要要大氣化化學(xué)過(guò)程程（均相相和非均均相），對(duì)形成成SOAA

29、的化學(xué)學(xué)成分、粒徑、吸濕性性及光學(xué)學(xué)性質(zhì)進(jìn)進(jìn)行原位位在線監(jiān)監(jiān)測(cè)，并并監(jiān)測(cè)氣氣溶膠活活化為CCCN的的活化效效率與上上述過(guò)程程的聯(lián)系系，并探探索這些些過(guò)程對(duì)對(duì)SOAA輻射特特性的影影響。珠三角典典型季風(fēng)風(fēng)區(qū)氣溶溶膠對(duì)亞洲季季風(fēng)影響響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)研究依托珠三三角城市市群大氣氣成分監(jiān)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、茂名名市博賀賀海洋監(jiān)監(jiān)測(cè)平臺(tái)臺(tái)、廣東東省的業(yè)業(yè)務(wù)天氣氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)網(wǎng)與大氣氣化學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)室精精密的大大氣氣溶溶膠粒子子譜與成成分譜、長(zhǎng)短波波輻射、湍流通通量、微微波輻射射計(jì)、雷雷達(dá)風(fēng)廓廓線、激激光雷達(dá)達(dá)等觀測(cè)測(cè)儀器，在亞洲洲季風(fēng)特特別是南南海季風(fēng)風(fēng)爆發(fā)、建立、維持（活躍/非活躍躍期、雨雨期/非非雨期）期間布布點(diǎn)開展展野外

30、綜綜合觀測(cè)測(cè)試驗(yàn)，同時(shí)收收集華南南、珠三三角常規(guī)規(guī)天氣監(jiān)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的的氣象資資料，獲獲取一套套反映珠珠三角季季風(fēng)區(qū)氣氣溶膠物物理/化化學(xué)/光光學(xué)特性性、以及及季風(fēng)活活動(dòng)、降降水、輻輻射、邊邊界層結(jié)結(jié)構(gòu)的基基礎(chǔ)資料料集。通通過(guò)分析析研究珠珠三角天天氣-氣氣候的特特征、氣氣溶膠和和亞洲季季風(fēng)各自自變化規(guī)規(guī)律的研研究，得得到中國(guó)國(guó)關(guān)鍵季季風(fēng)區(qū)之之一的珠珠三角大大氣中氣氣溶膠濃濃度、化化學(xué)組成成、物理理特性、關(guān)鍵光光學(xué)特性性的時(shí)空空分布特特點(diǎn)和變變化；以以及相應(yīng)應(yīng)季風(fēng)影影響期的的輻射、云、降降水與邊邊界層結(jié)結(jié)構(gòu)等要要素的特特征。利用細(xì)粒粒子譜監(jiān)監(jiān)測(cè)儀（TSII 39936 DMAA+CPPC、MMSP 1

31、0000XPP）以及及氣溶膠膠可溶性性粒子譜譜監(jiān)測(cè)儀儀（Ammbieent Ionn Moonittor URGG 90000 Serriess），特特別設(shè)計(jì)計(jì)針對(duì)核核模態(tài)積聚模模態(tài)的氣氣溶膠粒粒子譜與與成分譜譜的觀測(cè)測(cè)試驗(yàn)，研究氣氣溶膠譜譜的吸濕濕增長(zhǎng)特特性，分分析氣溶溶膠作為為CCNN的活化化率，結(jié)結(jié)合輻射射以及云云量觀測(cè)測(cè)、衛(wèi)星星遙感資資料分析析氣溶膠膠對(duì)季風(fēng)風(fēng)區(qū)云降降水過(guò)程程的影響響機(jī)制。利用加強(qiáng)強(qiáng)地基觀觀測(cè)資料料、衛(wèi)星星資料和和再分析析資料等等多種大大氣氣溶溶膠粒子子譜、成成分譜、CCNN活化率率、地表表輻射與與邊界層層結(jié)構(gòu)等等大氣成成分與氣氣象要素素耦合配配套的資資料集，分析亞亞洲

32、季風(fēng)風(fēng)特別是是南海季季風(fēng)爆發(fā)發(fā)、建立立、維持持（活躍躍/非活活躍期、雨期/非雨期期）期間間氣溶膠膠、云、降水和和亞洲季季風(fēng)環(huán)流流的時(shí)空空變化特特征，分分析并估估計(jì)不同同時(shí)間尺尺度和空空間尺度度上氣溶溶膠-云云時(shí)空變變化特征征對(duì)大氣氣加熱場(chǎng)場(chǎng)的影響響，特別別是研究究大氣加加熱場(chǎng)的的垂直結(jié)結(jié)構(gòu)（如如地表輻輻射強(qiáng)迫迫、邊界界層結(jié)構(gòu)構(gòu)與穩(wěn)定定度）發(fā)發(fā)生變化化對(duì)珠三三角區(qū)域域季風(fēng)的的發(fā)生、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)時(shí)間的影影響。從從宏微觀觀上兩方方面著手手，第一一：研究究氣溶膠膠通過(guò)直直接效應(yīng)應(yīng)影響輻輻射加熱熱，使大大氣穩(wěn)定定度改變變，從而而出現(xiàn)對(duì)對(duì)流的異異常（云云的異常常）；氣氣溶膠影影響輻射射加熱，改變大大氣環(huán)流

33、流，使水水汽輸送送出現(xiàn)異異常，從從而水汽汽輻合輻輻散的變變化將導(dǎo)導(dǎo)致云的的異常；第二：研究氣氣溶膠的的間接效效應(yīng)，研研究氣溶溶膠影響響云雨的的微觀結(jié)結(jié)構(gòu)與微微物理過(guò)過(guò)程對(duì)亞亞洲季風(fēng)風(fēng)的影響響與反饋饋?zhàn)饔?。完善和更更新自主主研發(fā)中中國(guó)氣溶溶膠排放放源清單單，并建建立排放放源清單單評(píng)估及及反演系系統(tǒng)通過(guò)收集集、整理理最新的的國(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)、自然環(huán)環(huán)境數(shù)據(jù)據(jù)等資料料，建立立和完善善全面、可靠的的資料庫(kù)庫(kù)，為更更新排放放源清單單打下基基礎(chǔ)。整整理、過(guò)過(guò)濾有關(guān)關(guān)中國(guó)區(qū)區(qū)域氣溶溶膠及其其前體物物的排放放因子資資料，在在已有工工作基礎(chǔ)礎(chǔ)上，設(shè)設(shè)計(jì)并實(shí)實(shí)施關(guān)鍵鍵性的試試驗(yàn)，得得到中國(guó)國(guó)某些典典型氣溶溶膠

34、及其其前體物物的特有有排放因因子?；谧钚滦沦Y料，繼續(xù)發(fā)發(fā)展和更更新前9973項(xiàng)項(xiàng)目開發(fā)發(fā)的具有有月時(shí)間間分辨率率和0.50.55空間分分辨率的的排放源源清單。結(jié)合氣氣科院氣氣溶膠理理化數(shù)值值模擬系系統(tǒng)-CCUACCE/AAeroo的使用用，完善善、改進(jìn)進(jìn)氣溶膠膠排放源源清單，提高排排放源的的時(shí)空分分辨率。利用地地面觀測(cè)測(cè)和衛(wèi)星星監(jiān)測(cè)資資料，分分別利用用卡爾曼曼濾波和和伴隨等等方法，并與觀觀測(cè)對(duì)比比分析，建立基基于源同同化技術(shù)術(shù)的源反反演模型型，獲得具具有較高高時(shí)空分分辨率的的動(dòng)態(tài)的的大氣氣氣溶膠及及其前體體物排放放源清單單，驗(yàn)證證和完善善源調(diào)查查獲得的的清單。在氣溶溶膠模式式中在線線計(jì)算當(dāng)

35、當(dāng)前的氣氣溶膠及及其前提提物的排排放強(qiáng)度度，并基基于現(xiàn)有有排放源源系統(tǒng)以以及開發(fā)發(fā)動(dòng)態(tài)排排放源模模塊，開開發(fā)可計(jì)計(jì)算不同同氣候變變化情景景下因工工業(yè)布局局、新科科技、人人口以及及其它因因子變化化的情況況下的動(dòng)動(dòng)態(tài)排放放源預(yù)估估系統(tǒng)。氣科院雙雙參數(shù)云云模式CCAMSS的發(fā)展及及應(yīng)用中國(guó)氣象象科學(xué)研研究院人人影中心心從19990年年以來(lái)一一直得到到了自然然科學(xué)基基金和國(guó)國(guó)家9773項(xiàng)目目的系列列支持，發(fā)展了了系列三三維CAAMS對(duì)對(duì)流云、層狀云云和中尺尺度云系系模式，“中國(guó)氣氣象科學(xué)學(xué)研究院院CAMMS云分分辨模式式系列的的研制和和應(yīng)用”獲得220055年度氣氣象局研研究開發(fā)發(fā)獎(jiǎng)一等等獎(jiǎng)。在在CA

36、MMS雙參參數(shù)云模模式中，實(shí)現(xiàn)了了預(yù)報(bào)各各種水凝凝物比質(zhì)質(zhì)量和比比濃度的的全面雙雙矩量云云分辨模模式，包包括云雨雨轉(zhuǎn)化、冰晶核核化、繁繁生；凝凝結(jié)凝華華和水汽汽過(guò)飽和和度，雨雨滴凍結(jié)結(jié)、雹融融化等，以及預(yù)預(yù)報(bào)云滴滴濃度和和CCNN變化的的云滴活活化過(guò)程程等。提提出的準(zhǔn)準(zhǔn)隱式方方案解決決了水物物質(zhì)正定定、守恒恒和計(jì)算算穩(wěn)定。該模式式系統(tǒng)具具備對(duì)44種對(duì)流流云、44種三維維中尺度度層狀云云進(jìn)行模模擬的能能力，較較好地模模擬了雹雹暴和山山地對(duì)流流云群、低渦、冷鋒降降水等過(guò)過(guò)程，并并通過(guò)改改進(jìn)云物物理量初初始化方方法，能能明顯改改進(jìn)初始始6小時(shí)時(shí)降水預(yù)預(yù)報(bào)。在本申請(qǐng)請(qǐng)中，還還將對(duì)雙雙參數(shù)云云物理方方案

37、進(jìn)行行對(duì)比，研研究改進(jìn)進(jìn)CAMMS雙參參數(shù)云降降水方案案中云滴滴核化過(guò)過(guò)程和云云滴數(shù)濃濃度的模模擬技術(shù)術(shù)，研究究與氣溶溶膠模式式嵌套銜銜接的技技術(shù)，以以及在GGRAPPES中中尺度模模式中的的有效應(yīng)應(yīng)用，在在第四課課題中實(shí)實(shí)現(xiàn)與CCUACCE/AAeroo的嵌套套。并利利用將中中國(guó)地區(qū)區(qū)云的變變化與氣氣溶膠化化學(xué)組成成，以及及排放、擴(kuò)散輸輸送、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化和沉沉降等過(guò)過(guò)程聯(lián)系系起來(lái)的的模式系系統(tǒng)，研研究不同同條件下下氣溶膠膠對(duì)云的的微物理理結(jié)構(gòu)的的影響，研究氣氣溶膠通通過(guò)改變變?cè)莆⒔Y(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)云云降水發(fā)發(fā)展過(guò)程程的潛熱熱的變化化和水成成物的空空間分布布的改變變導(dǎo)致的的云動(dòng)力力過(guò)程的的影響，評(píng)估GGCCN

38、N對(duì)降水水發(fā)展的的作用等等。氣溶膠-云-輻輻射數(shù)值值模擬系系統(tǒng)基于前9973項(xiàng)項(xiàng)目發(fā)展展的氣體體-氣溶溶膠在線線耦合的的氣溶膠膠模式系系統(tǒng)（CUAACE/ Aeero），利用用課題11、2、3關(guān)于于氣溶膠膠-CCCN-云云物理參參數(shù)關(guān)系系的地面面、高山山、飛機(jī)機(jī)觀測(cè)和和實(shí)驗(yàn)資資料，考考慮中國(guó)國(guó)地區(qū)氣氣溶膠的的譜分布布、組分分以及混混合態(tài)特特征，開開發(fā)適合合中國(guó)特特點(diǎn)的多多組分、多尺度度的氣溶膠膠活化參參數(shù)化方方案。由由此活化化方案計(jì)計(jì)算的云云滴譜將將應(yīng)用于于顯式的云云微物理理方案，并作為為可預(yù)報(bào)報(bào)的云微微物理方方案的輸輸入，通過(guò)發(fā)發(fā)展和改改進(jìn)中國(guó)國(guó)氣象科科學(xué)院開開發(fā)的雙參參數(shù)云模模式-CCAM

39、SS，在GGRAPPES中中實(shí)現(xiàn)CCUACCE/ Aerro與中中國(guó)氣象象科學(xué)院院開發(fā)的雙參參數(shù)云模模式-CCAMSS的耦合，將將中國(guó)地地區(qū)云的的變化與與氣溶膠膠化學(xué)組組成，以以及排放放、擴(kuò)散散輸送、轉(zhuǎn)化和和沉降等等過(guò)程聯(lián)聯(lián)系起來(lái)來(lái)；并通通過(guò)一些些地面和和衛(wèi)星觀觀測(cè)，矯矯正形成成適合于于中國(guó)的的云降水水自動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化方案案，研究多多種組分分氣溶膠膠對(duì)不同同云的微微物理過(guò)過(guò)程及降降水的影影響，特特別是通通過(guò)潛熱熱變化和和水成物物的空間間分布改改變，導(dǎo)導(dǎo)致的對(duì)對(duì)云動(dòng)力力過(guò)程的的影響，評(píng)估GGCCNN對(duì)降水水發(fā)展的的作用等等氣溶膠膠對(duì)降水水效率的的影響；考慮非親親水性氣氣溶膠的的老化過(guò)過(guò)程，以以及確定定

40、與親水水性氣溶溶膠進(jìn)行行碰并和和冷凝之之后且為為時(shí)間函函數(shù)的氣氣溶膠混混合狀態(tài)態(tài)，并參參考課題題1和文文獻(xiàn)中有有關(guān)氣溶溶膠的內(nèi)內(nèi)部混合合的新數(shù)數(shù)據(jù)，評(píng)評(píng)估某些些組分氣氣溶膠的的內(nèi)、外外部混合合方案所所造成的的輻射效效應(yīng)的不不同，并并與CAARSNNET和和衛(wèi)星所所提供的的觀測(cè)對(duì)對(duì)比，發(fā)發(fā)展氣溶溶膠混合合狀態(tài)的的參數(shù)化化方案，研究區(qū)區(qū)域中尺尺度模式式（GRRAPEES）中中氣溶膠膠過(guò)程云物理理輻射射方案的的在線交交互式完完全耦合合方法，實(shí)現(xiàn)由由氣溶膠膠濃度通通過(guò)輻射射變溫率率反饋到到模式的的溫度場(chǎng)場(chǎng)、動(dòng)力力場(chǎng)乃至至大尺度度環(huán)流的的直接輻輻射效應(yīng)應(yīng)計(jì)算、以以及通過(guò)過(guò)影響云云的微物物理結(jié)構(gòu)構(gòu)，并通通

41、過(guò)云輻輻射效應(yīng)應(yīng)影響天天氣的數(shù)數(shù)值模擬擬及反饋饋。研究究氣溶膠膠局地瞬瞬時(shí)含量量達(dá)到很很高值是是對(duì)云和和降水的的影響，評(píng)估氣氣溶膠直直接、半半直接和和間接輻輻射效應(yīng)應(yīng)對(duì)較小小尺度的的天氣系系統(tǒng)的作作用及反反饋。結(jié)合地面面及衛(wèi)星星觀測(cè)的的氣溶膠膠一次散散射反照率資料，將吸收收性和散散射性氣氣溶膠分分類，通通過(guò)建立立的氣溶溶膠-云-輻射三三者在線線交互式式全耦合合模式系系統(tǒng)，尋尋找吸收收性和散散射性氣氣溶膠與與云和降降水的聯(lián)聯(lián)系，評(píng)評(píng)價(jià)吸收收和散射射氣溶膠膠對(duì)云微微物理結(jié)結(jié)構(gòu)和降降水不同同的影響響程度。繼續(xù)發(fā)展展和更新新前9773開發(fā)發(fā)的中國(guó)國(guó)氣溶膠膠及其前前體物排排放源清清單，利利用地面面觀測(cè)和

42、和衛(wèi)星監(jiān)監(jiān)測(cè)資料料，分別別利用卡卡爾曼濾濾波和伴伴隨等方方法，并并與觀測(cè)測(cè)對(duì)比分分析，開開發(fā)既可可用于為為現(xiàn)有模模式系統(tǒng)統(tǒng)提供排排放信息息，也可可評(píng)估未未來(lái)排放放的新的的排放源源評(píng)估系系統(tǒng)。在在氣溶膠膠模式中中在線計(jì)計(jì)算當(dāng)前前的氣溶溶膠及其其前提物物的排放放強(qiáng)度?；诂F(xiàn)現(xiàn)有排放放源系統(tǒng)統(tǒng)，研發(fā)發(fā)的動(dòng)態(tài)態(tài)排放源源模塊，開發(fā)可可計(jì)算不不同氣候候變化情情景下因因工業(yè)布布局、新新科技、人口以以及其它它因子變變化的情情況下的的動(dòng)態(tài)排排放源預(yù)預(yù)估系統(tǒng)統(tǒng)。本課題中中新發(fā)展展的氣溶溶膠理化化數(shù)值模模式系統(tǒng)統(tǒng)-CUUACEE/Aeero將將在線耦耦合到大大尺度（全球或或區(qū)域）氣候模模式（課課題5、6）和中中尺度

43、模模式(GGRAPPES)中，為為此將評(píng)評(píng)估氣溶溶膠模塊塊中與時(shí)時(shí)空尺度度相關(guān)的的氣溶膠膠-云-降水方方案和氣氣溶膠對(duì)對(duì)流輸送送參數(shù)化化方案，最優(yōu)的的方案將將應(yīng)用于于以上兩兩類模式式中。將將含有氣氣溶膠-云-輻輻射-降降水影響響機(jī)制的的CUAACE/Aerro雙向向耦合到到中國(guó)氣氣象局新新一代天天氣模式式GRAAPESS中，研研發(fā)化學(xué)學(xué)天氣數(shù)數(shù)值同化化系統(tǒng)，霧-霾霾數(shù)值預(yù)預(yù)報(bào)系統(tǒng)統(tǒng)，研究究可進(jìn)行行天氣預(yù)預(yù)報(bào)和空空氣污染染預(yù)報(bào)的的中國(guó)化化學(xué)天氣氣預(yù)報(bào)方方法，從氣溶溶膠-云云相互作作用的角角度，探探索提高高霧-霾以及及天氣預(yù)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確確率的方方法。利利用CUUACEE/Aeero耦耦合的全全球或區(qū)區(qū)

44、域氣候候模式，研究空空氣質(zhì)量量對(duì)氣候候變化，以及氣氣候變化化對(duì)未來(lái)來(lái)中國(guó)空空氣質(zhì)量量的影響響。氣溶膠氣氣候效應(yīng)應(yīng)，特別別是間接接氣候效效應(yīng)的模模式研究究根據(jù)科技技部20006年年立項(xiàng)的的氣溶膠膠9733項(xiàng)目(20006CBB40337000)的研研究成果果， 中中國(guó)氣象象局氣候候系統(tǒng)模模式BCCC_AAGCMM2.00.1已已經(jīng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了與中中國(guó)氣象象局氣溶溶膠模式式系統(tǒng) (CUAACE/Aerro) 的雙向向耦合，形形成了氣氣溶膠-輻射-氣候模模式系統(tǒng)統(tǒng)（BCCC_AGGCM22.0.1_CCUACCE/AAeroo）。該模式式系統(tǒng)將將參與IIPCCC ARR5的典典型數(shù)值值試驗(yàn)比比較研究究。

45、在新新的項(xiàng)目目申請(qǐng)中中，全球球模式基基于（BBCC_AGCCM2.0.11_CUUACEE/Aeero），區(qū)域域氣候模模式以RRegCCM3為為基礎(chǔ)，將更新嵌嵌套第44課題新新發(fā)展、包含氣氣溶膠對(duì)對(duì)云-降降水-輻輻射相互互作用的的氣溶膠膠數(shù)值模模擬系統(tǒng)統(tǒng)（CUAACE/Aerro-CChemm），形成新新的BCCC_AAGCMM2.00.1_CUAACE/Aerro-CChemm和ReegCMM3_CUAACE/Aerro-CChemm,并通通過(guò)分析析最新的的衛(wèi)星遙遙感資料料(CllouddSatt和CAALIPPSO)，得到到對(duì)東亞亞和全球球云結(jié)構(gòu)構(gòu)的進(jìn)一一步認(rèn)識(shí)識(shí)，以此為為基礎(chǔ)，改進(jìn)以以云

46、的垂垂直相關(guān)關(guān)性為基基礎(chǔ)的云云產(chǎn)生器器算法，建立大大尺度模模式中不不能分辨辨的次網(wǎng)網(wǎng)格云的的垂直重重疊和水水平結(jié)構(gòu)構(gòu)處理方方法，通通過(guò)蒙特特卡洛獨(dú)獨(dú)立氣柱柱近似（McIICA），來(lái)計(jì)計(jì)算網(wǎng)格格平均的的輻射通通量和加加熱率，改進(jìn)氣氣候模式式中次網(wǎng)網(wǎng)格云-輻射處處理方案案，減少少云輻射射反饋的的不確定定性。此此外利用用中國(guó)氣氣象科學(xué)學(xué)院研制制的雙參參數(shù)云模模式，和和觀測(cè)部部分課題題獲得氣氣溶膠CCCN活活化率，以及云滴滴和進(jìn)入入云的氣氣溶膠之之間的定定量聯(lián)系系，在氣氣候模式式中改進(jìn)進(jìn)氣溶膠膠-云相互作作用的處處理，并并建立非非球形氣氣溶膠粒粒子和冰冰云粒子子輻射參參數(shù)化，形成我我國(guó)新一一代氣溶溶膠

47、-云-輻射-氣候模模式系統(tǒng)統(tǒng)。在此基基礎(chǔ)上，研究中中國(guó)代表表性區(qū)域域氣溶膠膠的垂直直分布特特征及其其對(duì)氣溶溶膠和云云的輻射射強(qiáng)迫的的影響，模擬所有有氣溶膠膠綜合的直接和和間接強(qiáng)強(qiáng)迫對(duì)全全球氣候候的影響響，預(yù)估估未來(lái)氣氣候變化化中氣溶溶膠的貢貢獻(xiàn)程度度。氣溶膠對(duì)對(duì)亞洲季季風(fēng)影響響程度研研究利用現(xiàn)代代統(tǒng)計(jì)診診斷方法法，分析析地基觀觀測(cè)資料料、衛(wèi)星星資料和和再分析析資料等等多種氣氣溶膠和和氣象要要素觀測(cè)測(cè)資料，包括：氣溶膠膠指數(shù)、氣溶膠膠光學(xué)厚厚度、季季風(fēng)指數(shù)數(shù)、溫度度、云量量、云的的光學(xué)厚厚度、云云滴有效效半徑、降水、輻射資資料和OOLR等等的時(shí)空空變化特特征等，研究氣氣溶膠、云和亞亞洲季風(fēng)風(fēng)之間

48、的的相互作作用。即即：一方方面研究究氣溶膠膠、云和和亞洲季季風(fēng)變化化的統(tǒng)計(jì)計(jì)關(guān)系，另一方方面診斷斷大氣加加熱場(chǎng)的的時(shí)空變變化，研研究氣溶溶膠的時(shí)時(shí)空分布布特征與與大氣加加熱場(chǎng)之之間的關(guān)關(guān)聯(lián)，以以及大氣氣加熱場(chǎng)場(chǎng)垂直結(jié)結(jié)構(gòu)變化化對(duì)亞洲洲季風(fēng)的的發(fā)生、強(qiáng)度和和持續(xù)時(shí)時(shí)間的影影響。同時(shí)在課課題5和和課題66中，分分別利用用考慮了了中國(guó)特特點(diǎn)氣溶溶膠-云云過(guò)程和和云輻射射反饋過(guò)過(guò)程的全全球氣候候模式和和區(qū)域氣氣候模式式，研究究全球變變化背景景下，不不同類型型氣溶膠膠在不同同混合狀狀態(tài)下的的直接和和間接輻輻射強(qiáng)迫迫及其氣氣候效應(yīng)應(yīng)。并特特別通過(guò)過(guò)敏感試試驗(yàn)，研研究氣溶溶膠的直直接和間間接氣候候效應(yīng)對(duì)對(duì)亞

49、洲季季風(fēng)的影影響程度度，且重重點(diǎn)研究究氣溶膠膠對(duì)降水水的變化化以及季季風(fēng)覆蓋蓋區(qū)變化化的影響響。利用用診斷分分析的大大氣加熱熱場(chǎng)的結(jié)結(jié)果，與與模式輸輸出的大大氣加熱熱場(chǎng)對(duì)比比，綜合合模式和和統(tǒng)計(jì)結(jié)結(jié)果評(píng)估估氣溶膠膠對(duì)大氣氣加熱場(chǎng)場(chǎng)和亞洲洲季風(fēng)的的影響及及反饋。課題66區(qū)域模模式所需需要的邊邊界由課課題5的的全球模模式提供供。 同同時(shí)，全全球和區(qū)區(qū)域氣候候模式均均根據(jù)IIPCCC ARR5提供供的情景景開展未未來(lái)氣候候變化成成度的預(yù)預(yù)估，并并評(píng)估其其中氣溶溶膠的貢貢獻(xiàn)。四、年度度計(jì)劃研究?jī)?nèi)容容預(yù)期目標(biāo)標(biāo)第一年完成大規(guī)規(guī)模氣溶溶膠云云立體觀觀測(cè)的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作并開始始獲取觀觀測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)；開始始?xì)馊苣z膠

50、云物物理過(guò)程程室內(nèi)實(shí)實(shí)驗(yàn)的各各項(xiàng)準(zhǔn)備備工作；收集最最新的數(shù)數(shù)據(jù)資料料，更新新中國(guó)區(qū)區(qū)域氣溶溶膠排放放源清單單，利用用反演模模式對(duì)排排放源清清單進(jìn)行行處理；發(fā)展和和改進(jìn)已已有的云云模式；收集氣氣溶膠、云和亞亞洲季風(fēng)風(fēng)的相關(guān)關(guān)數(shù)據(jù)資資料，研研究其變變化特征征及相互互作用。初步獲得得對(duì)中國(guó)國(guó)不同區(qū)區(qū)域和珠珠三角典典型季風(fēng)風(fēng)區(qū)大氣氣氣溶膠膠化學(xué)、物理和和光學(xué)特特性；建立兩個(gè)個(gè)分別針針對(duì)環(huán)境境氣溶膠膠單譜活活化特性性的觀測(cè)測(cè)系統(tǒng)和和單粒子子懸浮實(shí)實(shí)驗(yàn)的室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)系統(tǒng)；發(fā)展、完完善、更更新可為為當(dāng)前氣氣候和氣氣溶膠-云-輻輻射模式式提供最最新的氣氣溶膠及及其前體體物的排排放源的的源系統(tǒng)統(tǒng)；改進(jìn)氣候候模式

51、中中適合中中國(guó)特點(diǎn)點(diǎn)的詳細(xì)細(xì)云過(guò)程程和云-輻射過(guò)過(guò)程的合合理描述述；通過(guò)對(duì)觀觀測(cè)資料料的分析析，獲得得氣溶膠膠、云和和亞洲季季風(fēng)的時(shí)時(shí)空變化化特征，以及在在不同時(shí)時(shí)間尺度度和空間間尺度上上氣溶膠膠-云的的相互作作用對(duì)亞亞洲季風(fēng)風(fēng)的影響響，特別別是珠三三角典型型季風(fēng)區(qū)區(qū)高污染染氣溶膠膠對(duì)較強(qiáng)強(qiáng)大季風(fēng)風(fēng)系統(tǒng)的的影響；在國(guó)內(nèi)外外核心刊刊物上發(fā)發(fā)表研究究論文225篇，其中在在SCII收錄的的刊物上上不少于于13篇篇。第二年研究二次次有機(jī)氣氣溶膠的的主要化化學(xué)過(guò)程程，分析析氣溶膠膠光學(xué)特特性與云云微物理理特性的的相關(guān)關(guān)關(guān)系及定定量聯(lián)系系；進(jìn)行行不同粒粒徑、不不同化學(xué)學(xué)組成氣氣溶膠的的活化試試驗(yàn)及云云滴粒

52、子子的增長(zhǎng)長(zhǎng)蒸發(fā)試試驗(yàn)；改改進(jìn)氣溶溶膠數(shù)值值模擬系系統(tǒng)中云云輻射射降水水相互作作用模塊塊，并形形成考慮慮氣溶膠膠老化過(guò)過(guò)程的環(huán)環(huán)境氣溶溶膠混合合狀態(tài)的的參數(shù)化化方案等等；在中中國(guó)參與與IPCCC AAR5的的氣候模模式系統(tǒng)統(tǒng)及區(qū)域域氣候模模式系統(tǒng)統(tǒng)中嵌套套耦合課課題四研研發(fā)的氣氣溶膠、云、輻輻射模塊塊，研究究氣溶膠膠對(duì)亞洲洲季風(fēng)的的影響與與反饋。獲得典型型揮發(fā)性性有機(jī)物物形成二二次有機(jī)機(jī)氣溶膠膠(SOOA)的的主要化化學(xué)過(guò)程程（均相相和非均均相），以及SSOA在在老化過(guò)過(guò)程的變變化；在在氣溶膠膠光學(xué)特特性和云云微物理理特性方方面初步步建立有有統(tǒng)計(jì)或或有物理理意義的的定量聯(lián)聯(lián)系；獲獲得氣溶溶膠對(duì)

53、云云微物理理結(jié)構(gòu)影影響的三三維觀測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)，并初步步分析結(jié)結(jié)果；在認(rèn)識(shí)氣氣溶膠活活化為云云凝結(jié)核核（CCCN）的的活化特特性隨粒粒徑、化化學(xué)成分分等的變變化特征征，以及及不同條條件下氣氣溶膠和和云滴粒粒子的增增長(zhǎng)蒸發(fā)發(fā)等微物物理特性性方面取取得進(jìn)展展；實(shí)現(xiàn)氣溶溶膠-云云-輻射射-降水水相互作作用的模模擬；獲獲得一個(gè)個(gè)可準(zhǔn)確確模擬氣氣溶膠分分布變化化，并能能有效耦耦合到全全球/區(qū)區(qū)域天氣氣氣候模模式中、包含氣氣溶膠對(duì)對(duì)云-輻輻射-降降水影響響及其反反饋?zhàn)饔糜玫臍馊苋苣z模式式系統(tǒng)；提升中國(guó)國(guó)參與IIPCCC ARR5的氣氣候模式式系統(tǒng)對(duì)對(duì)中國(guó)特特點(diǎn)氣溶溶膠、詳詳細(xì)云過(guò)過(guò)程和云云-輻射射過(guò)程的的模擬能

54、能力，形形成我國(guó)國(guó)新一代代氣溶膠膠-云-輻射氣氣候模式式系統(tǒng)；通過(guò)嵌套套了氣溶溶膠-云云模式的的區(qū)域氣氣候模式式開展氣氣溶膠對(duì)對(duì)亞洲季季風(fēng)影響響及反饋饋的初步步研究；在國(guó)內(nèi)外外核心刊刊物上發(fā)發(fā)表研究究論文335篇，其中在在SCII收錄的的刊物上上不少于于27篇篇。第三年繼續(xù)進(jìn)行行氣溶膠膠云立立體大規(guī)規(guī)模觀測(cè)測(cè)，重點(diǎn)點(diǎn)分析飛飛機(jī)和高高山觀測(cè)測(cè)獲得的的氣溶膠膠和云凝凝結(jié)核觀觀測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)；通過(guò)過(guò)室內(nèi)試試驗(yàn)深入入研究大大氣氣溶溶膠的活活化、云云滴增長(zhǎng)長(zhǎng)蒸發(fā)等等微物理理過(guò)程；改進(jìn)模式式中的降降水轉(zhuǎn)化化方案，分析研研究氣溶溶膠對(duì)降降水效率率的影響響；評(píng)估大大氣氣溶溶膠對(duì)區(qū)區(qū)域和全全球氣候候的影響響程度，特別是是氣溶膠膠的直接接和間接接氣候效效應(yīng)對(duì)亞亞洲季風(fēng)風(fēng)的影響響程度，且重點(diǎn)點(diǎn)研究氣氣溶膠對(duì)對(duì)降水變變化以及及季風(fēng)覆覆蓋區(qū)變變化的影影響，并并對(duì)比氣氣溶膠對(duì)對(duì)東亞和和對(duì)印度度季風(fēng)的的不同影影響。獲得不同同化學(xué)組組成氣溶溶膠活化化成云凝凝結(jié)核