光谱扩展

辐射传递模拟中感兴趣的三个粒子特性是AOD, ro0和g,这是由AnP估计的。这三种性质都是光谱相关的。因此,对于气候应用中所需要的太阳和红外宽带模拟,必须将新气候学中可见光谱区域的合并月全球场扩展到太阳和红外光谱的其他波长。raybet雷竞技最新这种光谱扩展涉及以下策略:

首先,假设在累积型和粗型馏分中对AOD进行双态分层。光谱扩展利用了几乎所有的观测证据粒径分布在形状上是双峰的,在半径为0.5 pm时浓度最小,将较小的累积模式尺寸与较大的粗模式尺寸分开。假定粗模式(主要是天然气溶胶)颗粒足够大,因此它们在大气中不显示任何显著的光谱AOD依赖关系太阳光谱.因此,对于粗粒度模式粒子,假定埃参数AnPC(基于0.44 pm和0.87 pm的消光)为零(AnPC = 0)。对于积累模式粒子,规定了相关的埃参数AnPA,但允许这样做

气溶胶场埃(440/870)

气溶胶场埃(440/870)

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图3.5结合440和870 nm波长数据的中可见埃参数。来自全球建模的年度地图(M)、合并的产品(X)和太阳光度计网格样本(A)之间的比较。模型模拟的偏差表明建模中高估了尺寸。

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图3.5结合440和870 nm波长数据的中可见埃参数。来自全球建模的年度地图(M)、合并的产品(X)和太阳光度计网格样本(A)之间的比较。模型模拟的偏差表明建模中高估了尺寸。

环境湿度.在较大的环境相对湿度下,颗粒的尺寸预计会增加,从而降低AnPA。根据AERONET截短(仅累积模式)大小分布的统计数据,AnPA在2.2和1.6之间变化。假定较大的值2.2指的是完全干燥的条件,并且随着环境相对湿度的增加,这个值会下降,直到在完全潮湿的条件下达到1.6。环境相对湿度的数据是用低层云量的比例来近似计算的,

clow, * _ C _ C, (3.1)

应用ISCCP云气候学的云覆盖数据(CLOW, cmid, chigh) (Rossow et al. 1993)。这定义了AnPA的局部适用值(AnPA = 2.2 - 0.6 x CLOW, s)。如果需要匹配的新气候学的局部AnP低于局部阈值AnP,这不仅表明存在粗模式粒子,而且还量化了归因于每种模式的AOD分数。对于(两个)粗阈值和累积阈值之外的局部AnP, AOD将完全分配给粗大小模式(如果AnP < 0)或累积大小模式(如果AnP > AnPA,其中AnPA采用AnP的值)。

其次,应用ro0确定粗模的组成和尺寸。粗模粒子被假定为海盐、灰尘或两者的组合。启动配置假设陆地上有灰尘,水中有海盐。这两种气溶胶类型都是由对数正态尺寸分布定义的,有效半径(参考是粒径分布的第三和第二矩之比)为灰尘1.25 pm,海盐2.5 pm。假设这两个组成部分与相当广泛的分布相关,因为假设标准偏差(0 amin = 0.80 x AODa + 0.95 x AODC). In case the required k>0 a falls below that threshold (ro0 amin), the dust size is doubled (now rff = 2.5 pm), because increasing the size of an absorbing aerosol (here coarse dust) is an alternate way to lower the overall ro0. Working now with a smaller ro0C of larger dust sizes, ro0 A is recalculated. If the required ro0 A continues to falls below the revised ro0 Amin threshold, the doubling of the dust size is repeated to reg = 5 pm and if necessary even to rff = 10 pm. Thus, the ro0 constraint not only defines the coarse mode type, it also defines the single-scattering albedo of the accumulation mode ro0 A and provides information on the dust size.

第三,积累模式的太阳延伸和AnP转化为g。结合粗尺度模式和积累尺度模式的光谱特性定义气溶胶的整体光谱特性。粗模式应用了有关粉尘大小和/或海盐的预计算光谱特性。对于累积模式,AOD的光谱依赖由AnPA定义,如前所述,AnPA根据局地低云量在2.2 - 1.6之间变化。即使最小的AnPA值为1.6(在潮湿条件下),相关的有效半径0.27 pm仍然足够小,因此可以忽略远红外影响(在波长> 4pm)。因此,ro0A和gA的累积模式性质只需要定义太阳光谱。假设累积模式ro0 F的中可见单散射反照率适用于所有紫外和可见光波长。然而,当尺寸参数显著小于近红外时,单散射反照率降低。不对称因子gA基于累积模式AnPA,使用从AERONET统计数据导出的关系。使用截短的AERONET尺寸分布(没有粗尺寸模式浓度),波长为0.44,0.55和1.0 pm的散点图表明gA和AnPA之间存在反相关,当波长(w)在0.25和3.0 pm之间时,gA = 0.7 - 0.4 x (AnPA - 1) x ln(w05 + 0.5)在较长的波长处增加。这种相当普遍的关系与显著的散射有关,但它肯定比假设整个太阳光谱的中可见值gA(干燥条件下为0.58,潮湿条件下为0.64)要好。

最后,应用混合规则将粗模式和累积模式属性结合起来。粗粒度模式和累积粒度模式的单次散射特性通过通用混合规则进行组合,其中AOD为加性,ro0需要施加AOD权重,g由AOD与ro0的乘积加权。图3.6给出了AOD、ro0和g四个波长的年图样本。

继续阅读:气溶胶字段

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