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研究理由： 现有的沙尘气溶胶数值预报模式大多是单向的，即只考虑气象场对沙尘气溶胶的输送作用，忽略了沙尘气溶胶的辐射效应对气象场的反馈作用。 沙尘气溶胶的辐射特性会引起 地面-对流层系统能量的重新 分配，从而改变大气的动力 稳定性，影响气象场,进一步 影响沙尘的输送。 作为云凝结核影响云的 生成和发展的间接辐射效应 散射和 吸收的 直接辐 射效应 其辐射效应通过对大气的热力强迫 改变大气的流场结构从而影响沙尘的输送 沙尘气溶胶 So： 如果忽略了沙尘的辐射效应将无法阐明沙尘气溶胶的辐射效应与气象场的相互作用，不能正确预报气象要素及沙尘的输送。 引入一种考虑了沙尘气溶胶短波辐射效应的天气-沙尘双向模式: （GRAPES-2W-SDM) 解决办法： GRAPES-2W-SDM由三部分构成： GRAPES DAM(沙尘气溶胶模式） GODDARD 短波辐射传输模式 沙尘气溶胶参数化方案 沙尘气溶胶模式 考虑了沙尘的产生、输送、凝并、干沉降与 湿沉降的物理过程，该模式能够输出地面起 沙通量，沙尘浓度等物理量 Goddard短波辐射方案 考虑了水汽、臭氧、二氧化碳、氧气、云和气溶胶的吸收作用，以及云、气溶胶和各种粒子的散射作用。 该方案将气溶胶的辐射特性作为空间、时间、波段的函数实时输入模式，从而得出沙尘气溶胶在短波波段的多次散射、吸收作用 沙尘气溶胶参数化方案 根据Goddard短波辐射方案的划分，结合复折射指数模型提供的波长和折射指数得到用于计算的复折射指数。 假定沙尘为球形，用米散射理论计算出沙尘气溶胶粒子在短波波谱的辐射特性 结合沙尘气溶胶模式输出的质量浓度进一步计算修正沙尘辐射特性。（这样结合具体浓度计算会使结果更合理，更接近实际情况）。 思路总结： 气象资料 地形资料 下垫面资料 沙漠分布资料 土壤质地资料 中尺度气象模式 沙尘气溶 胶模块 沙尘辐射 GRAPES-DAM GODDARD 沙尘浓度 加热 实践： 曾有人利用该模式对南疆盆地在2006年 3月11~16日 出现的一次大范围的沙尘暴-强 浮沉天气进行研究。做了两组实验： CTL（比较控制实验）：不考虑沙尘的短波辐射反馈，各辐射参数均为0. RAD：考虑了沙尘的短波辐射参数 实验结果： RAD与CTL的日变化趋势与实况相差不 大，但是长期预报时RAD显然比CTL 更接近实况。 所以进行气象要素预报及沙尘输送时用 GRAPES-2W-SDM(天气-沙尘双向模式）有 一定的优势。 附： 沙尘气溶胶模式的具体算法详见《气象科技》2007年6月第35卷第三期“河西走廊夏季强尘暴数值模拟实验” Goddard短波辐射方案详见《气象科技》2009年12月第7卷第6期“GRAPES紫外线（UV)数值预报”。 参数化过程参见《科学通报》2004年10月第49卷第19期“2001年春季东亚-北太平洋地区沙尘气溶胶的辐射强迫”， 参考文献： 《大气科学》2009年1月第33卷第一期“沙尘辐射效应对天气和沙尘输送影响的数值模拟” 《气象学报》“沙尘气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究“ 《高原气象》“中国西北大气沙尘对第七系统和大气辐射加热的影响” 《高原气象》大气沙尘辐射特性的卫星观测： 《大气科学》“我国西北大气沙尘气溶胶的辐射效应” 《气象》“GRAPES 模式对长江流域天气预报的检验分析” 《大气科学》“两组辐射方案对中国短期天气过程影响的比较和探讨” 《大气科学》“辐射方案对GRAPES全球模式的影响“ 《气象科技》”河西走廊夏季强沙尘暴数值模拟试验“ 《气象科技》”GRAPES紫外线(uv)数值预报“