黄土高原半干旱区典型日吸收性气溶胶综合观测分析

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站的太阳光度计、激光雷达、微波辐射计综合观测资料，结合辐射传输模式分析了该地区秋季典型日2012年9月3～4日、21日和28日气溶胶物理特性、垂直分布特征，及其与气象条件的关系。研究时期的气溶胶主要为局地沙尘与人为污染混合气溶胶，吸收性明显，尺度较小。其中，4日西北风增强，远距离传输沙尘气溶胶，气溶胶光学厚度最大，粒子尺度明显增大。尝试利用灰色关联度法确定参考高度，分别为7.41 km、8.47 km、7.13 km和7.66 km，反演气溶胶消光系数，由此积分得到的光学厚度与太阳光度计观测值相关性可达0.975，反演效果较好。研究时期气溶胶的抬升主要受白天热力湍流作用，边界层发展，气溶胶向上传输，每日12时（当地时间，下同）至14时传输至最大高度，气溶胶抬升的高度对应大气加热率的高值区，低层加热率可达1 K d-1。气溶胶在大气层顶和地面造成负辐射强迫，分别为-12.707 W m-2、-25.398 W m-2，大气中表现为正辐射强迫，为12.692 W m-2，大气层顶的辐射强迫对气溶胶的物理特性最为敏感，当气溶胶吸收性明显时，大气层顶的瞬时辐射强迫会出现正值