云层与气溶胶对大气吸收太阳辐射的影响精选.pdf

维普资讯 第 2O卷 第 3辩 高 原 气 象 V0l 20 N0．3 2∞1年8月 PLATEAU M ETE0R0L0GY August，2001 文章编号 200])020264—07 云层与气溶胶对大气吸收太阳辐射 的影响 胡丽琴 ， 刘长盛 (南京大学 大气科学系 ，fi_苏 南京 210093 摘 要：云通过辐射过程对地气系统的能量平衡起着特别显著的调节作用，是影响天气、气候以及全 球变化 的重要因子。近年来 ，有云大气对太 阳短波辐射 的 “异常吸收 叉成为云一辐射研究中的一个争 论热点。有云大气的短波吸收受到多种因素的影响，关于这方面 的研究还不够充分 。本文通过计算 ， 从理论上探讨了若干因素的组合对大气哑收的综合影响 在计算 中，同时考虑了不同太 阳辐射波段、 不 同太 阳人射天顶角、不 同云顶高度 以及不同下垫面 的影响，并考虑 了包含大气分子、气溶胶和云滴 的吸收与散射 ， 及在近红外波段大气 自身的热辐射等过程 ，阐明了云与气溶胶在不 同波段对大气吸 收太阳辐射的影响。 关键词 ：云辐射 ；气溶胶辐射；大气的短波吸收 中图分类号 ：P422．3 3 文献标识码 ：A 量的实测资料；二是加强对云及有云大气吸收机制 1 引言 的基础性理论研究。由于云一辐射过程的复杂性 ， 近年来 ，云或有云大气对太阳短波辐射的异常 目前在这方面的研究仍不够充分。因此，从理论角 吸收，成为云一辐射相互作用 中的一个研究热点。 度来讲 ，有云大气的短波辐射特性值得更加深人地 所谓异常吸收现象，实质上包含两个方面：一是就 探讨和研究。有云大气吸收量的多少受到多种因素 一 层云而言，指的是实测的水云吸收率系统性地明 的影响，许多研究工作从不同的角度探讨了这些因 显大于云模式的理论计算值的现象 ；二是就有云大 素的影响效应 。例如 ，Zuev等 用统计模式计算 气而言，指的是 目前大气环流模式和气候模式得出 了云天大气的吸收情况 ，结果表明，整层大气的总 的有云大气的平均吸收要明显小于实际观测值的现 吸收受到云型、云量 以及人射太阳天顶角等因素的 象 。对于前者 ，目前倾向性的看法是 ：水云的异常 影响。李 占清等n。。也得出相近的结论 ，即地面 的 吸收是存在的 。近二三年来，争论激烈的问题 云辐射强迫与大气顶的云辐射强迫的比值 ，不仅与 则是整层大气 (包括晴空大气和有云大气)是否 云顶高度和云的光学厚度有关 ，而且与太阳人射天 存在异常吸收。Ramanatha。”J、Cess 、P[1ewsk— 顶角有关。DanLubin等 研究了不 同太阳天顶角 ie等 对不 同观测资料的研究结果均显示 ，有云大 下云天及晴空大气的吸收随波长 的分布特点。对于 气存在异常吸收。而 Ark[ng 通过统计方法得到 气溶胶对大气总吸收的影响，一般认为，无论是云 与 Cess等 完全相反的结论 。李 占清 的研究结 层外部的气溶胶 ，还是云层内部的气溶胶 ，都会影 果也表明，大气吸收异常更明显地 出现在晴空而非 响到总体的吸收 ’”]。 云天大气 中。Stephens口也对 Cess等 -的分析方 由此来看，根据实际情况 ，考虑若干因素的组 法和结论持怀疑态度。 合对大气吸收的综合影响是非常有意义 的。基于 迄今有关有云大气异常吸收的各种研究仍无最 此，本文采用辐