大规模转换理论
转换组件的气溶胶质量为组件气溶胶光学深度rby模型表达的质量消光效率b,定义为再保险有效半径,p是气溶胶的密度和Q是消光效率。
给定一个组件(干)质量(没有水气溶胶),这三个气溶胶特性,和Q(除了环境相对湿度和允许气溶胶加湿)派生组件的光学深度至关重要。
图8模拟。区域比较建模每月平均光学深度的贡献灰尘、硫酸、碳和存活5模型(ECHAM4海市蜃楼,手推车,CCSR和GISS)。组件的比较提出了区域海洋:(1)西北大西洋(30-55N度285 - 330 e度经度和纬度),(2)东部
大西洋(15-30N, 300 - 350 e),(3)南-东部大西洋(5-15N, 320 - 10 - e)和西太平洋(1 OS-ION, 100 - 150 e)。AVHRR-giss检索(总)气溶胶光学深度给出基于NOAA9数据供参考(黑)列
图8模拟。区域比较建模每月平均光学深度的贡献灰尘、硫酸、碳和存活5模型(ECHAM4,海市蜃楼,手推车,CCSR和GISS)。组件的比较提出了区域海洋:(1)西北大西洋(30-55N度285 - 330 e度经度和纬度),(2)东部
大西洋(15-30N, 300 - 350 e),(3)东南部大西洋(5-15N, 320 - 10 - e)和西太平洋(1 OS-ION, 100 - 150 e)。AVHRR-giss检索(总)气溶胶光学深度根据NOAA9数据给出的参考第一(黑)列re:有效半径再保险是代表大小分布的大小(重新是第三时刻之间的比率(r * r * r)和二阶矩(r * r)大小分布的积分)。建议是基于AERONET太阳/ sky-photometer数据的反演方法,有限的使用,因为它们与气溶胶混合,而不是纯粹的组件。(尽管如此,AERONET反演可以在网站和季节提供良好的估计,当一个组件明显占主导地位)。组件尺寸测试模型的假设归纳如表9所示。对假定mono-modal粒径分布相关的有效半径,对模型进行对比。然而,比较size-assumptions size类是不可能的(很多不知道相关的权重。
Aero sol-type |
ECHAM 4 |
海市蜃楼 |
手推车 |
CCSR |
G1SS |
灰尘 |
2 size类 |
2 size类 |
4 size类 |
/ 0 size类 |
年代size类 |
21点 |
13点 |
.50pm |
13点20点。 |
15点25点, |
|
下午1.3点 |
1.2吉姆 |
下午1.4点 |
,33点,52点, |
,40点,80点, |
|
下午2.4点 |
.82pm, 1.3点, |
1.5点,2.5点, |
|||
下午4.5点 |
2.0点,3.2点, |
4.0点,8.0点 |
|||
5.1点,8.0点, |
|||||
Org。碳 |
.llpm [.27pm] |
.13pm [.30pm] |
llpm [.27pm] |
.29pm [.55pm] |
6 size类 |
黑碳 |
.04点下午 |
023点 |
下午,04 |
(在org.carb) |
没有一个 |
海盐 |
2 size类 |
2 size类 |
4 size类 |
!0 size类 |
没有一个 |
.73pm(3.5点) |
下午13点(.34pm) |
.26pm, 1.2点, |
0.1 - 10点 |
||
5.9点(l7.pm) |
3.3点(IO.pm) |
2.4点,7日下午六点 |
(ca 3倍) |
||
硫酸 |
24点(.81pm) |
.13pm [.34pm] |
.24pm [.8lpm] |
49点(1.61点) |
.iOpm |
ECHAM4和手推车气溶胶模型大小是基于迦得气候资料(Koepke et al ., 1997)海市蜃楼预测大小为每个模式在size-bounds——这表格列出名义尺寸的模式
ECHAM4和手推车气溶胶模型大小是基于迦得气候资料(Koepke et al ., 1997)海市蜃楼预测大小为每个模式在size-bounds——这表格列出名义尺寸的模式
碳气溶胶大小和硫酸盐气溶胶CCSR比幻影或ECHAM4大得多。硫酸盐气溶胶的大小小于ECHAM4海市蜃楼。
——亲水气溶胶组件(硫酸、盐和有机碳)增加环境相对湿度导致气溶胶非线性增加大小。大小增加更大更高的相对湿度。在表9中,预期的有效半径再保险在100%相对给出方括号旁边的假设有效半径干气溶胶。
认为干气溶胶组件的密度比较表
克/立方厘米) |
|||||
Aerosol-type |
EC火腿4 |
海市蜃楼 |
手推车 |
CCSR |
戈达德太空研究所 |
灰尘 |
2.6 |
2.6 |
2,6 |
2.5 |
2.5 |
Org。碳 |
1.9 |
1.7 |
1.9 |
1.55 |
没有一个 |
黑碳 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.25 |
没有一个 |
海盐 |
2.2 |
1.9 |
2.2 |
2、25 |
没有一个 |
硫酸 |
1.7 |
1.77 |
1、7 |
1.77 |
没有一个 |
明确size-resolving气溶胶的密度通常同意在模型组件。只有不同CCSR碳密度和更小的海市蜃楼盐的密度脱颖而出。
——亲水气溶胶组件(硫酸、盐和有机碳)水在气溶胶吸收减少气溶胶的密度。最终在高相对湿度环境气溶胶的密度将接近水(1克/立方厘米)。假定气溶胶的迦得先于(Koepke et al ., 1997),它们用于ECHAM4海市蜃楼,密度在80%相对湿度降低硫酸为1.15克/立方厘米,1.50克/立方厘米的有机碳和盐1.18克/立方厘米。
问:消光效率Q是灭绝截面之间的比率和几何截面。问取决于气溶胶的大小和构成(如方网眼花边和Mishchenko, 1994年,特根方网眼花边,1996)。问是最大的,如果粒子半径和交互波长有相似的价值观。最大值附近3 Q的常见的粒径分布和有效半径约为0.5 |我mid-visible波长。Q收敛对2越来越大radius-to-wavelength比率。对于越来越小radius-to-wavelength比率,问急剧减少(逆比例4次方)散射气溶胶但只有适度吸收气溶胶(逆比例)。
——亲水气溶胶组件(硫酸、盐和有机碳)水吸收以两种方式影响问:水吸收气溶胶的大小增加,从而增加了radius-to-wavelength比率。水吸收减少气溶胶吸收,不那么重要,如果有效的气溶胶半径大于波长。
b - b:灭绝效率由公式(见上图)正比于Q和逆成正比,此外,所有三个属性Q, p和再保险相对湿度的函数。因此,对于b的评估假设气溶胶组件加湿和环境相对湿度的数据是很重要的。
观察和计算值b展示在表11所示。计算是基于假设的大小、加湿和密度迦得气候资料和CCSR模型(见表9和10)。
Aerosol-type相对湿度 |
观察周围的环境 |
Catc。、迦得大小* * 0% / 80% / 100% |
Calc, CCSR大小* * 0% / 80% / 100% |
尘埃<亮度 |
1. - -1.7(94年白垩土) |
0.6 - -2.4 * |
|
尘埃>亮度 |
卡尔森0.25 (77) |
0,1 - 0.4 * |
|
Org。碳 |
4 (Liousse 96) |
2/13/82 |
5/11 / 25 |
黑碳 |
9 (Liousse 96) |
10 * |
5.7 * |
海盐<亮度 |
0.4 (Andreae 95) |
1.3 / 8.6/18 |
|
海盐>亮度 |
点/ .69/2.2 |
||
硫酸 |
5 (Liousse 96) |
3.6 / 21/90 |
2.4 / 11/40 |
*疏水气溶胶类型,
* *尺寸表9中给出(全球气溶胶数据集(Koepke et al ., 1997))
*疏水气溶胶类型,
* *尺寸表9中给出(全球气溶胶数据集(Koepke et al ., 1997))
计算值b不一定是正确的。然而,b的范围和差异证明假设的重要性对干气溶胶环境相对湿度的大小选择和确定组件的气溶胶光学厚度(硫酸,参见Kiehl et al ., 1999)。因此,对气溶胶模型准确的数据质量是会妥协的能力来预测气溶胶光学深度(和气候影响)和一个贫穷的选择b。b常数的假设,作为几个组件在一些模型(表9或10)“没有”,肯定会引入误差。亲水气溶胶,此外,强烈的敏感性大小在更高的环境相对湿度创造了一个大问题:已经在环境相对湿度小偏差创建组件气溶胶尺寸和光学深度之间存在较大的差异。因此,而不是预测环境相对湿度(例如ECHAM4),减少变量的数据同化(例如手推车)通常采用或者简单的规定(如海市蜃楼)。
有效b可以推导出质量组件光学深度和组件之间的比率。因此,介绍了建模组件的质量。
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