表示Globalscale气溶胶的化学传输模式和全球气候模型raybet雷竞技最新
虽然治疗气溶胶过程之间有很多相似之处化学品运输模型(ctm)和全球气候模型,它是有用的区分这两种raybet雷竞技最新建模方法。全球气候模型模raybet雷竞技最新拟自己的气象学和几个气溶胶与云周期,降水、和辐射传输,从而使未来的气候不同排放情景下的投影。因为气候模型强调raybet雷竞技最新长期气候的模拟,在气候模型必须治疗气溶胶过程大大简化。相比之下,与ctm可以治疗气溶胶过程和气溶胶和水文气象和大气化学之间的相互作用进行更详细的。ctm通常是由观察气象;在这样的模型,气溶胶化学在气象和物理不反馈。ctm和全球气候模型需要由观测气raybet雷竞技最新象捕获详细气溶胶过程和比较模拟与观测气溶胶字段。
朗格的开创性研究以来,Rodhe(1991),使用一个粗糙的水平分辨率中医基于气候气象代表全球分销硫酸盐气溶胶质量浓度的气溶胶粒子物理学的(没有明确表示),取得了实质性的进展治疗许多关键流程的复杂性:气溶胶化学前体,气溶胶微观物理学的过程,运输过程和粒子干燥湿沉积。最近尝试进行计算气溶胶质量浓度以及气溶胶形成粒子数浓度由参数化和动态过程(例如,复活节et al . 2004;金牛et al . 2005年)。概述的过程必须理解并给出模型中表示如图23.3所示。
最早期的研究关注的气溶胶粒子对气候系统的影响只考虑硫酸盐颗粒硫酸或被认为是所有人为气溶胶的代理。raybet雷竞技最新最近,也最主要的全球气候模型包括碳质颗粒,灰尘,海盐raybet雷竞技最新(简介的模型开发的状态,看到支持”等。2006年,AeroCom模型相互比较project1)。AeroCom使得气溶胶模拟结果的比较从十多个建模组。图23.4提供了一个示例比较的全球和年平均气溶胶光学深度和气溶胶消光系数的垂直积分。尽管对于大多数模型演示了相当不错的协议,很明显,有实质性差异的贡献几个气溶胶的物种。
现在的气溶胶建模的不确定性的主要来源是缺乏准确的时间分辨排放清单。特别是生物资源和生物质燃烧排放是高度不确定的。生物和生物质燃烧排放取决于环境条件(例如,天气),表现出很高的年际变化,而并没有考虑到气候研究。raybet雷竞技最新最大的不确定性,可能是相关的有机气溶胶,因为电流测量技术无法识别许多有机物种出现在主要排放(Kanakidou et al . 2004年)。第二个问题是,大气中的化学途径是复杂的,不能完全理解。结果来自主要排放和有机粒子
http://nansen.ipsl.jussieu.fr/AEROCOM/
冷凝蒸发表面/ t化学水新粒子形成水化学凝固^
吸收
precursoremis ^ ionsl T
新粒子形成水化学表面冷凝蒸发/ t化学凝固^
吸收
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-
- ssrons干\沉积
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图23.3重要climate-influenraybet雷竞技最新cing气溶胶过程必须准确地反映在气候模型。气溶胶粒子直接排放的初级粒子和被氧化形成的次要排放的气态前体。波动性的材料形成的新粒子形成和冷凝到现有的粒子。水相氧化气相前驱的云滴盘中附加质量到现有的粒子,但不形成新的粒子。由表面化学粒子年龄,凝固和冷凝。水的吸收随着相对湿度的增加粒子大小、粒子光学性质的影响。作为云的形成气溶胶粒子的一部分“激活”产生云滴。在云层中,间质粒子可以结缘云滴的扩散,并激活粒子结合当云滴碰撞和融合。如果云滴蒸发,大气中的粒子保持;如果云沉淀,云下的粒子进行表面,除非沉淀颗粒完全蒸发。气溶胶粒子沉淀下云也可以删除从大气中通过嵌入沉淀滴或通过干沉积到表面(从甘”和施瓦茨2007)。
大气中gas-to-particle转换(第二级生产)。因此这些有机粒子的总来源主要通配符模拟未来的场景。粒子的测量技术的进步是至关重要的因此;这样的一个最近的进步是气溶胶质谱仪,它允许开发系统的测量数据库的发展一般气溶胶的成分和中小学有机物种的鉴定(Zhang et al . 2007年)。硝酸模拟粒子仍然是有问题的,因为他们的自然挥发。除了所有的困难在发展中存在的理解化学和微观物理学的进程,在大规模气溶胶过程模型的仿真是非常耗费cpu时间。
有越来越多的证据表明,单个气溶胶粒子主要由集团内部ofmultiple混合化学物质。相比之下,大多数全球气候模型对气溶胶是外部的混合物raybet雷竞技最新,因为内部混合物有更多的自由度,更复杂,
有机硫酸■炭黑_1
图23.4模拟贡献五气溶胶组件(seasalt、粉尘、有机、黑碳和硫酸)和年度全球气溶胶光学厚度(AOT),在550 nm 17化学传输模式。相比之下,表面由AERONET网络测量和卫星测量的复合。修改从支持”et al。(2006)。
有机硫酸■炭黑_1
图23.4模拟贡献五气溶胶组件(seasalt、粉尘、有机、黑碳和硫酸)和年度全球气溶胶光学厚度(AOT),在550 nm 17化学传输模式。相比之下,表面由AERONET网络测量和卫星测量的复合。修改从支持”et al。(2006)。
和施加额外的计算负担。然而,气溶胶粒子的混合状态(外部和内部)混合强烈影响他们的光学性质和作为CCN的能力。例如,一个轻微的涂料粒子只有适度的可溶性有机物种可以大大增加其作为CCN的能力。因此,正确治疗混合的程度是至关重要的准确代表气溶胶在全球气候模型处理,包括气溶胶云交互。raybet雷竞技最新先进的气溶胶模块在一些全球气候模型已经被扩大到包括气溶胶混合(见罗曼和2005 raybet雷竞技最新Feichter引用)。
代表气溶胶的粒径分布及其演化也必不可少。两种气溶胶动力学模型开发:模态方案和本方案。模态方案表示每个气溶胶模式与对数正态分布的分布可能气溶胶的质量和数量。本方案将气溶胶谱分成大量的垃圾箱。通常,气溶胶粒度分布的模态表示进化气溶胶数浓度以及质量浓度。
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