中南半岛和印度半岛晴空下气溶胶直接辐射强迫时空特征

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本文基于MERRA-2再分析提供的1980-2020年气溶胶光学厚度(AOD)和水平输送散度通量及晴空下地表净辐射通量等数据资料,对中南半岛和印度半岛生物质燃烧月份的气溶胶光学厚度和晴空下地表气溶胶直接辐射强迫(ADRF)及其与大气短波加热率的关系进行分析,并利用MODIS卫星资料对2012-2019年的晴空下大气顶直接辐射强迫进行了估算,最后得到如下结论:(1)经EOF时空分解得到三个AOD和辐射强迫大值区,分别为印度半岛北部地区(从印度西北部塔尔沙漠以北向东南延伸至孟加拉国及沿海)、中南半岛北部地区(18-29°N,90-98°E)、与云南省南部接壤的越南和老挝北部地区(9-18°N,98-110°E)。这三个大值区和云南省(21-29°N,98-106°E)的AOD以及地表ADRF年均值都随时间呈增长趋势。2000年以前,三个区域在1982-1983年和1991-1992年出现AOD(0.3)和地表ADRF(-14W/m~2)极值。在2000年后的季度尺度中,印度半岛北部在10月-次年2月和5-6月的AOD(0.3)及地表ADRF(-16W/m~2)较强,中南半岛和云南省在3-4月的AOD(0.35)及地表ADRF(-24W/m~2)较强。2012-2020年间10月-次年2月的印度半岛北部地区、5-6月的孟加拉及沿海区域和3-4月的中南半岛老挝和越南的北部地区中本地碳质气溶胶排放及水平通量输送均较强,散度中心值高达15 kg/m·d。(2)基于2012-2019年MODIS和CERES的逐日数据和多元线性拟合方法估算月均大气顶气溶胶短波直接辐射强迫。结果表明,多元回归拟合的辐射通量结果与原始卫星数据相比效果良好,但拟合得到的辐射强迫估计值和再分析相比偏小,大部分研究区域都被低估,在海洋上空大气顶的辐射强迫估算效果优于陆地上空。(3)基于2012-2020年逐日资料和1980-2020年逐月资料,在2-4月的中南半岛和5-6月的印度半岛对地表气溶胶直接辐射强迫和对流层低层的大气短波加热率进行分析。结果显示:地表ADRF越强(弱),相同区域上空的大气加热率越高(低),两个变量在3-4月的老挝和越南的北部较强,3月的值更高且覆盖范围也更广;这两个变量在5-6月的印度半岛北部较强,5月的值更高且覆盖范围更广。地表ADRF和大气短波加热率的月均值在2012-2020年要比1980-2020年更高,且在1980-2020年的SVD时间序列中于2000年都存在突变点,两个变量均由负值变为正值,表明地表ADRF和加热率呈增强趋势,并在2000年后更强。
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