大气气溶胶在全球和区域气候变化中扮演着重要角色,它不仅对地-气辐射收支系统和降水的形成与分布产生重要影响,而且作为城镇地区重要的大气污染物,有其显著的环境效应。如何准确且定量地了解气溶胶对辐射场的扰动贡献,如何描述并确定气溶胶之间,以及气溶胶与云滴之间物理的、光学的和化学的相互作用,已成为当今气候变化中辐射强迫研究的热点和难点问题。基于此本论文开展了以下三部分研究。　　 首先,本研究采用OPAC折射指数资料库和对数分布为基础,利用MIE散射理论和一个简单的概念模型研究了沙尘气溶胶的辐射特性及全球直接辐射强迫值。分析了单相系沙尘气溶胶的消光、散射、吸收效率因子与粒径的关系,讨论了多相系沙尘气溶胶的光学参数随波长的变化特征。结果表明:消光效率因子和散射效率因子随粒径增大而衰减振荡,随波长增大振荡特性逐渐消失。消光系数kext对众数半径rm的变化比较敏感,随着众数半径rm的增大,消光系数kext增大的幅度很大,消光系数可增大2个数量级。而单次散射反照率(ω0)和非对称因子(g)对rm的变化很不敏感,随着rm的增大,两者增大的幅度都非常的小。而光谱形状未发生变化。沙尘气溶胶的直接辐射强迫受气溶胶的单次散射反照率影响很大,随着众数半径的增大,沙尘气溶胶的负的直接辐射强迫值在减小,正辐射强迫值在增大。　　 其次,本研究利用米散射理论、外混合模型、均匀球模型和分层球模型考察了黑碳和硫酸盐的混合气溶胶粒子在内外混合状态下的辐射特性,据此分析了混合方式、容积含量和粒径对辐射特性的影响。结果表明:单次散射反照率和吸收效率因子对黑碳含量和混合方式很敏感,非对称因子和散射效率因子对两者的变化较敏感,消光系数(消光效率因子)对两者的变化不敏感。均匀混合的吸收最大,分层球模型次之,外混合的吸收最小。分层球模型中黑碳为核的分层球模型的吸收大于黑碳为壳的分层球模型。小粒子的辐射特性对粒径的变化很敏感,大粒子的辐射特性对粒径的变化不是很敏感。　　 最后,本论文根据所得的黑碳和硫酸盐混合气溶胶粒子的辐射特性,运用CRM辐射传输模式,设计了有无黑碳和硫酸盐的混合气溶胶的敏感性试验,讨论混合方式、地表反照率、黑碳含量、光学厚度等因素对黑碳和硫酸盐混合气溶胶的短波辐射强迫的影响。得出:混合气溶胶的短波辐射强迫对混合方式、地表反照率、混合气溶胶的光学厚度和黑碳含量很敏感。均匀混合的短波辐射强迫最大,分层球模型次之,外混合最小。高地表反照率的地区混合气溶胶的辐射强迫受混合方式的影响更大。混合气溶胶的大气顶辐射强迫是正值,地面辐射强迫为负值。混合气溶胶层的均匀混合的加热率最大,分层球模型次之,外混合最小。随着混合气溶胶高度的增加,大气顶和地面的辐射强迫加热与制冷作用增强。