Page 180 - 《高原气象》2026年第2期

高 原 气 象 45 卷
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分别计算。紫外及近可见光部分， 在每日两组辐照
度 计 算 中 ， OM_AOD 作 为 定 值 ， 第 一 组 模 拟 中
OM_SSA 为 1， 第二组中变为加入 BrC 后由公式
（14）计算得出的 OM_SSA， 并缩放到所有波长上，
这两组模拟的差值就是由BrC吸光引起的辐照度的
变化； 550~3000 nm 部分， 假设棕碳在这个波段处
于弱吸收甚至不吸收光， 即设置 SSA 为 1， 使用
BrC_AOD。此外， 由于 BrC 来源复杂， 根据收集文
献中提供的不同状态下的 BrC 复折射指数， 本研究
使用实部均值（1. 53）与虚部均值（0. 005）作为 BrC
的 微 物 理 特 性 带 入（Sun et al， 2007； Chen and
Bond， 2010； Li et al， 2019）。BrC 的 ASY 在 300~
图9 黑碳对地表、 天顶以及大气中的辐射强迫逐月变化
550 nm 和 550~3000 nm 波段分别为 0. 691 和 0. 632
Fig. 9 Monthly variations of BC_RF ， BC_RF ，
（Li et al， 2019）， 两个部分相加作为 BrC 在 300~ BOA TOA
and BC_RF ATM
3000 nm波段的总辐射强迫。
表8 各季节r（BC/ PM ）、 RF （BC/Total）、 RF （BC/
作为一种典型的吸收性气溶胶， BC 在地表造 2.5 BOA ATM
Total）
成负的辐射强迫， 在天顶和大气中造成正的辐射强
Table 8 Seasonal variations of r（BC/PM ）， RF （BC/
BOA
2.5
迫（图9）。由于BC模拟的参数较为固定， BC_RF BOA 、 Total）， and RF （BC（BC/Total）
BC_RF TOA 与 BC_RF ATM 变化较稳定， 与 BC_AOD 密 ATM
季节 r（BC/PM ） RF （BC/Total） RF （BC/Total）
切相关。其中 BC_RF BOA 季节变化特征与 BC_AOD 2. 5 BOA ATM
呈相反趋势， BC_AOD在冬季最大， BC_RF BOA 冬季 春季 8. 3% 11. 5% 19. 8%
夏季 9. 9% 11. 8% 21. 0%
（-18. 75±5. 07 W·m ）<春季（-16. 95±7. 44 W·m ）
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秋季 9. 4% 12. 8% 32. 8%
<秋季（-11. 34±3. 93 W·m ）<夏季（-10. 62±4. 59
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冬季 6. 4% 18. 1% 53. 6%
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W·m ）。BC 强烈地吸收了地表和大气向上的辐射
通量， 天顶向上的辐射通量减少导致 RF TOA 均为正 全年 8. 5% 13. 4% 31. 3%
值， 各季节呈现冬季最大（7. 17±1. 58 W·m ）， 春
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BrC_AOD， 但从图 10（a）中辐射强迫的变化情况来
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季（6. 88±2. 78 W·m ）、 夏季（4. 54±1. 93 W·m ）次
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看， 这种间接计算 BrC 辐射强迫的方法可以反演出
之， 秋季（4. 48±1. 49 W·m ）最小的特征。虽然夏
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BrC_AOD 的变化趋势。由于 BrC 在 300~550 nm 波
季 BC_AOD 小于秋季， 但夏季较小的太阳天顶角
段的较强吸光性， 所以 BrC_RF TOA 均为正值， 春季
使得 BC_RF TOA 略大于秋季。春季、 夏季、 秋季、 冬 BrC_AOD 值 是 BC_AOD 的 2. 6 倍 ， 因 此 ， 春 季
季 的 BC_RF ATM 均 值 分 别 为 23. 83±10. 22 W·m 、 BrC_RF 在整个吸光碳质气溶胶中的占比最大
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15. 17±6. 53 W·m 、 15. 82±5. 41 W·m 、 25. 92±6. 62 TOA
（68. 1%）， 其次为夏季 65. 5%， 秋季为 51. 1%， 冬
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W·m ， 其中夏季辐照度均值与在武汉地区观察到
季最小（31. 1%）； 与紫外和近可见光波段较强的吸
的基本一致（Ma et al， 2021）。 收相比， 550~3000 nm 波段 RF 均为负值［图 10
由表 8 可知， m（BC）在 m（PM ）中的比例（r TOA
2. 5
（BC/PM ））年 均 值 为 8. 5%， BC_RF BOA 对 To‐ （b）］， 抵消了 BrC 一部分对天顶的正辐射强迫， 因
2. 5
tal_RF BOA 的 年 均 贡 献 率（RF （BC/Total））可 达 此在整个太阳光谱上 BrC_RF TOA 占吸光碳质气溶胶
BOA
13. 4%， BC_RF ATM 对 Total_RF ATM 的 年 均 贡 献 率 的比例有所降低。
（RF （BC/Total））高 达 31. 3%。 尽 管 冬 季 r（BC/ 各 季 节 总 BrC_RF BOA 、 BrC_RF TOA 、 BrC_RF ATM
ATM
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PM ）只有 6. 4%， 但 BC_RF BOA 以及 BC_RF ATM 对总 与 AOD 变化一致， 呈现春季（-21. 59 W·m ， 7. 73
2. 5
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气溶胶的贡献率可达 18. 1% 和 53. 6%， 说明成都冬 W·m ， 29. 33 W·m ）>夏季（-12. 84 W·m ， 4. 98
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季BC对大气的加热作用至关重要。 W·m ， 17. 82 W·m ）>秋季（-7. 41 W·m ， 2. 28
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图10为BrC在地表、 天顶以及大气中辐射强迫 W·m ， 9. 69 W·m ）> 冬 季（-4. 96 W·m ， 1. 00
（BrC_RF BOA 、 BrC_RF TOA 与 BrC_RF ）分波段逐月 W·m ， 5. 97 W·m ）。表 9 表明 BrC 对总气溶胶
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ATM
计算结果。虽然 300~550 nm 波段的计算并未涉及 RF BOA 、 RF ATM 的 平 均 贡 献 率（RF BOA （BrC/Total）、