全球氣候模式中氣溶膠光學特性模擬和資料同化研究獲進展

　　近年來，隨著東亞地區社會經濟的不斷發展和人為源氣溶膠排放的迅速增加，大氣氣溶膠（如PM2.5）引起的氣候、環境和健康問題，已受到社會各界普遍關注。氣溶膠光學特性（如：光學厚度、?ngstr?m指數、單次散射反照率等）是反映氣溶膠濃度和化學組成的重要物理參數，被廣泛地用于氣溶膠模式驗證和改進。

　　中國科學院大氣物理研究所石廣玉院士和戴鐵博士通過與日本東京大學大氣海洋研究所Teruyuki Nakajima教授、日本國立環境研究所Daisuke Goto博士，英國牛津大學Nick Schutgens博士合作，利用全球正二十面體網格結構的高分辨率非靜力平衡大氣模式在線耦合含多種氣溶膠成分的氣溶膠模塊，模擬獲得了氣溶膠光學厚度、?ngstr?m指數、單次散射反照率等光學特性的全球分布特征，模擬的光學厚度和?ngstr?m指數與地面實際觀測結果的相關系數分別高達0.753和0.735。基于MODIS衛星觀測資料，分析云對氣溶膠模式結果驗證的影響表明，人為氣溶膠濃度較大的東亞地區受云的影響最大，這可能與云水不僅影響硫酸鹽氣溶膠的濕清除過程同時還影響其前體物SO2向硫酸鹽的轉化有關。

　　為了提高模式對東亞地區沙塵暴和大氣污染過程的準確模擬，進一步發展了基于局地集合轉化卡爾曼濾波（Local Ensemble Transform Kalman filter, LETKF）方法的氣溶膠資料同化系統。每6小時一次同化MODIS衛星觀測的氣溶膠光學厚度資料，結果表明對于獨立驗證的東亞地區12個AERONET地面觀測站點，同化試驗均有效提高了模式對典型沙塵和大氣污染過程的模擬能力。