气溶胶间接气候效应研究取得突破性进展

近日，南京大学教育、大气与地球系统科学部国际合作联合实验室中外团队在气溶胶间接气候效应研究方面取得突破，研究成果作为《Aerosol-driven droplet concentrations dominate coverage and water of oceanic low-level clouds》发表在《大气与地球系统科学》杂志上。结果表明，在给定的气象条件下，云凝结核(CCN)的变化可以通过影响云水路径和输送来解释海洋低云辐射强迫的大部分变化(75%)。这表明CCN对海洋低云辐射强迫的影响在以往的研究中被严重低估，也意味着温室气体的增温效应可能在以往的研究中被严重低估。这一成果提高了对现有人类活动引起的气候变化研究的认识，对预测未来气候变化也具有重要意义。

粒子作为云凝结核引起的云辐射强迫变化是人类活动引起的辐射强迫的重要组成部分，也是气候评估中最不确定的项目之一。鉴于海洋低云对入射太阳辐射有明显的反射和冷却作用，了解气溶胶粒子如何影响海洋低云的性质，进而影响海洋低云的辐射强迫，对于了解地球系统的能量收支和气候变化具有重要意义。以往研究中采用的基于卫星观测到的气溶胶光学信号(如光学厚度或气溶胶指数)研究气溶胶-云相互作用的方法受到反演技术的限制，很难真实地表征进入云中的CCN浓度，更不用说测量洁净大气中的CCN浓度。此外，如何分离CCN和气象要素对云的影响是这类研究的另一个难点。本研究针对这两个难点，研究者提出了新的方法：通过新发展的云滴数浓度(Nd)和云底上升速度(Wb)反演方法，获得了云底过饱和下对应的CCN浓度，巧妙地解决了前期利用气溶胶光学信号研究气溶胶-云相互作用的困难；根据气象要素对云进行分类，然后针对每个类别研究CCN对云的影响，有效消除了气象要素的干扰。

表示彩云滴数浓度，单位为立方厘米。通过观察云滴数浓度的分布，可以很容易地识别船舶排放的尾流。当每立方厘米云滴数大于50时，降水受到抑制，云覆盖面积较大。在船舶排放尾流交汇处，云滴的浓度和面积较大，由小云滴组成的较大云团使更多的太阳能反射回太空。

这项研究工作由以色列希伯来大学丹尼尔罗森菲尔德教授牵头，由陕西省气象科学研究所朱延年博士、南京大学王明怀教授、美国马里兰大学郑友通博士、德国莱比锡大学Tom Goren博士、浙江大学余绍才教授等国内外学者共同完成。本文第一作者为丹尼尔罗森菲尔德教授、朱延年博士，第二作者为丹尼尔罗森菲尔德教授、王明怀教授、余绍才教授。地球系统科学国际合作联合实验室为中外团队的学术合作与交流提供了重要的平台和支撑。丹尼尔罗森菲尔德教授是南京大学大气科学学院兼职教授，大气与地球系统科学国际合作联合实验室学术、咨询与评估委员会委员。本文的合著者之一，南京大学王明怀教授是国际合作联合实验室的主任。丹尼尔罗森菲尔德教授多次访问国际合作联合实验室，与实验室中方成员开展学术合作，为实验室发展提供指导。依托国际合作联合实验室，丹尼尔罗森菲尔德教授和朱延年博士开展了气溶胶云物理工作

与地球系统科学国际合作联合实验室作为南京大学教育部批准的第一个也是唯一一个国际合作联合实验室，是国家推进综合改革、实现国际化的重要规划。在教育部、南京大学、赫尔辛基大学和江苏省气候变化协同创新中心的支持下，自成立以来取得了一批前沿科研成果。气溶胶间接效应合作研究的突破，显示了国际合作联合实验室在促进学术合作与交流方面发挥的重要作用，是积极开展卓有成效的国际合作、扩大国际影响力的典范。

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