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讲座纪实|Daniel Rosenfeld教授深入探讨气溶胶对理解全球变暖的影响

来源:bv1946伟德官网 发布日期:2024-01-16 浏览量:

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    2024年1月6日,Daniel Rosenfeld教授应邀莅临bv1946伟德官网,为师生们带来一场主题为“Challenges in understanding global warming caused by aerosols”的精彩讲座。本次讲座由大气科学学院朱延年副教授主持。



    Daniel Rosenfeld教授,国际著名大气科学学者,欧洲科学与艺术学院院士,AGU、AMS等多个国际学术组织会士,第六次IPCC评估报告章节首席作者,气溶胶云降水-气候科学倡议创始成员和联合主席,AEROSAT创始成员,曾获得The Verner Suomi Medal、The WMO/UAE Prize、Schaefer Award、AGU's Kaufman Award以色列国家最高科技奖以及中国“国家友谊奖”等荣誉和奖励。

    Rosenfeld教授是气溶胶—云降水相互作用领域顶尖科学家,目前主要从事大气遥感、气溶胶云—降水交互机制、人工影响天气等研究并多次取得开创性成果,引领着国际气溶胶气候效应的研究,共发表高水平SCI论文200余篇,其中在Nature、Science和PNAS上发表论文10余篇,共被引用3万余次,H-index 87。




一、“船迹”

    讲座伊始,Rosenfeld教授首先解释了气溶胶对理解全球变暖的重要性。温室气体导致全球变暖的方式清晰且易量化,而气溶胶的间接效应气候效应——气溶胶,通过影响云属性,来影响地球的辐射平衡。这些间接效应使气溶胶成为气候系统中一个重要的调节因子。气溶胶的来源包括自然源(如海盐、火山喷发)和人为活动(如工业排放、交通尾气)。气溶胶的变化可能对气候产生长期和季节性的影响,因此了解和研究气溶胶的间接效应对于预测气候变化和采取应对措施具有重要意义。如何量化气溶胶的间接气候效应对温室气体带来的增暖的影响,仍然是气溶胶—云相互作用研究的一个热点问题。

    Rosenfeld教授首先由"船迹"引入主题。轮船排放的污染物,主要是大气气溶胶和颗粒物,具有吸湿性和云凝结核的特性。当这些颗粒物被排放到大气中时,它们提供了一个在大气中水汽凝结的平台,促使水汽围绕着这些颗粒物形成微小的液滴,即云滴。在海洋上,轮船排放的气溶胶和颗粒物很容易成为云滴的凝结核,因为它们可以吸引水汽并促使其凝结成云。这导致了在轮船路径上形成的云滴密度较高、而且云滴的有效半径相对较小的现象。这样的云滴形成的云,通常称为“船迹”。

    现在,这个过程对云的性质和气候有着重要的影响:

    抑制降水过程:由于云滴的数目增加,但它们的尺寸较小,这使得这些云中的水滴更难以凝结成足够大的雨滴或降水。因此,船迹上的云往往表现出降水抑制的效果,即相对较少的雨水或降雪。

   增加云的反照率:较多且较小的云滴会散射和反射更多的太阳光,增加云的反照率。这意味着更多的太阳辐射被反射回太空,减少了到达地表的太阳辐射量,从而可能对地球的能量平衡产生影响。

   延长云的生命周期:由于较小的云滴在大气中悬浮时间较长,船迹上的云可能具有较长的生命周期。这可能导致在轮船路径上形成持续存在的云痕,也就是所谓的“船迹”。

二、不同粒径气溶胶对气溶胶—云—辐射的影响

  随后,Rosenfeld教授在“船迹”的基础上,进一步介绍了他的最新研究成果——不同粒径气溶胶对云辐射性质的影响。这种复合效应是指在细粒子气溶胶(fine aerosol)和粗海盐气溶胶(coarse sea salt aerosol)共同作用时产生的整体冷却效应。

  细粒子气溶胶的增加可以提供额外的凝结核,促使更多的水气凝结为云滴,从而增加云滴的数浓度和减少有效半径,达到较强的辐射效应。但是也会导致较小的云滴容易蒸发,而损失云水从而降低云的辐射效应;而粗海盐气溶胶的存在,可导致云滴具有更大粒径,减缓了因为蒸发带来的云水损失。两者共同作用时,一方面更多的细粒子气溶胶导致更大的云滴数浓度和更小的有效半径,提高云的反照率和延长云生命周期。另一方面,粗海盐气溶胶的作用使得云滴不至于小到被容易蒸发的粒径范围。在这种情况下,即可以保证云的反照率足够大,而且可以阻止因为蒸发带来的云水损失,在最佳的粗、细粒子气溶胶负载下,可以达到最佳的冷却效应。因此,合适的细粒子气溶胶和粗海盐气溶胶的整体降温效应比单一气溶胶类型产生的降温效应更为显著。







三、讲座余韵




    张诗蕊同学:“Rosenfeld教授的讲座生动有趣,让我更深入地了解到气溶胶通过其对云和降水的影响进而产生对气候的影响。讲座深化了我对气溶胶—云相互作用的理解,同时对于气候模型和预测有了一些自己新的见解。”

    杨昕豫同学:“这次讲座让我进一步了解了气溶胶对全球变暖的影响,得以从气溶胶—云相互作用的新视角看待气候问题,也深刻体会到了科学研究的复杂性和创新性。”



总结




    Rosenfeld教授的此次讲座鼓励了同学们进一步理解全球气候变化的复杂机制,并为应对气候变化提供更有针对性的策略。

    未来,bv1946伟德官网将继续瞄准应对气候变化和可持续发展等国际科学前沿和国家重大需求,进一步通过联合团队、联合培养、联合管理等机制,实现强强联手,努力培养一批具有卓越学识、创新精神和国际视野的拔尖人才!




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