论文部分内容阅读
黑碳气溶胶(BC)是大气颗粒物的重要组成部分，主要由煤炭、石油等化石燃料不完全燃烧排放至大气中。大气中的BC可通过多种途径对全球或区域气候产生影响。中国是黑碳气溶胶排放大国，研究黑碳对中国区域乃至全球的气候影响具有重要的现实意义。 本文利用空气质量完全在线耦合模式Weather Research Forecasting Model with chemistry (WRF-Chem)定量评估BC对中国典型地区气象要素的影响水平。首先，论文对WRF-Chem模式不同物理参数化方案的组合进行了优化选取，通过变换模式中行星边界层方案(PBL)、长波辐射方案(LW)和短波辐射方案(SW)的不同组合进行敏感性试验研究。在此基础上，探讨了应用四维数据同化(FDDA)技术对模拟结果的影响。结果表明: YSU PBL，GFDL LW和Goddard SW方案组合对污染物浓度的模拟值与监测值呈现较好的一致性，应用FDDA技术并考虑气象和化学之间的相互反馈对各气象要素以及污染物浓度的模拟效果较好。 基于上述模拟系统，本文研究了冬夏两季（2013年1月和2014年7月）BC气溶胶对京津冀、山东半岛、长三角、武汉及其周边、成渝等地区的地表2米温度(T2)、太阳短波辐射量(SWDOWN)以及行星边界层高度(PBLH)的影响。研究结果表明:受BC气溶胶气候效应的影响，2013年1月和2014年7月区域平均T2分别上升0.74K、0.26K;区域平均SWDOWN分别下降35.14W/m2、47.39W/m2;区域平均PBLH分别下降75.60m、74.14m。通过对比研究重污染时段与非重污染时段BC气溶胶对T2、SWDOWN、PBLH的影响，发现重污染时段BC气溶胶对气象要素的影响更为显著，2013年1月重污染与非重污染时段的区域平均T2分别上升0.89K、0.25K，2014年7月则分别上升0.41K、0.24K;2013年1月重污染与非重污染时段的区域平均SWDOWN分别下降32.07 W/m2、24.27 W/m2，2014年7月则分别下降51.40 W/m2、26.32 W/m2; 2013年1月重污染与非重污染时段的区域平均PBLH分别下降69.06m、38.43m，2014年7月则分别下降92.72m、66.93m。研究结果可为大气环境管理提供决策支持，并对研究中国区域大气污染与气象要素的相互反馈提供科学参考。