美国气象学会公报(BAMS)论文分享 | 这项研究旨在改进和优化气溶胶建模!

文摘   2024-11-08 17:00   北京  


气溶胶直接和间接影响地球的气候,这是评估影响人致气候变化的辐射强迫时最大的不确定性。Xindan Zhang博士和Lei Li博士在他们的论文“Aerosol Components Derived from Global AERONET Measurements by GRASP: A New Value-Added Aerosol Component Global Dataset and Its Application”中描述了他们的研究,该研究旨在提供一个新的增值和长期气溶胶成分(包括吸收性和散射性气溶胶物种)反演数据集,该数据集来自气溶胶机器人网络(AERONET)测量,用于表征其在全球范围内的时空变化。 



在《现代研究和应用回顾分析》第2版(MERRA-2)中,对黑碳和尘柱浓度产品进行定量评估的研究产生了新的见解。作者指出,研究结果和气溶胶成分反演数据集将为气溶胶建模的整体改进和优化提供有力的支持,以便更好地了解气溶胶辐射强迫。


标准型AERONET气溶胶产品已被研究人员广泛使用了30多年。目前,业界人士对通过遥感观测直接确定气溶胶成分的可能性有着浓厚的兴趣。最近,Li博士及其同事在大气与地表特性广义搜索(GRASP)算法的框架内开发了一种成分反演方法,该方法可以从AERONET亮度和光谱AOD测量中直接搜索气溶胶成分浓度。通过这种方法获得的结果表明,基于遥感测量提供了可靠和有价值的额外的气溶胶信息。


本文介绍了将Li等人最近开发的一种方法应用于扩展由AERONET测得的定向天空亮度和光谱气溶胶光学厚度(AOD)数据集以搜索气溶胶成分的结果。


首先,用AERONET标准产品对这种成分方法搜索的气溶胶光学特性的验证显示出良好的一致性。


然后,对获得的气溶胶成分浓度的时空变化进行全局表征,特别是吸收性气溶胶物种(黑碳、褐碳和氧化铁)和散射性气溶胶物种(有机碳、石英和无机盐)。


最后,研究人员将“黑碳(BC)和尘柱浓度结果搜索”与《现代研究和应用回顾分析》第2版(MERRA-2,这是多个感兴趣区域(亚马逊地区、中南半岛、印度北部、非洲南部、亚荒漠草原、戈壁沙漠、中东、撒哈拉沙漠和塔克拉玛干沙漠)的产品)进行了比较,以获得关于MERRA-2气溶胶成分产品定量评估的新见解(对于BC,R=0.60~0.85;对于粉尘,R=0.75~0.90)。 


图片说明:AERONET测量信息:

(a)观测站的空间分布和

(b)所有观测站的月度反演总次数。


全球新的增值和长期气溶胶成分产品可在线获得(https://doi.org/10.6084/m9.figshare.25415239.v1)。


作者指出,这一潜在有价值的气溶胶成分数据集应该为模型中气溶胶成分估计的改进和优化提供更多信息,从而减少未来辐射强迫评估的不确定性。



🔹论文标题:

Aerosol Components Derived from Global AERONET Measurements by GRASP: A New Value-Added Aerosol Component Global Dataset and Its Application


🔹作者及机构

Xindan Zhang, CMA中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和大气化学重点实验室(中国北京); 复旦大学大气科学研究所大气与海洋科学系(中国上海)

Lei Li, CMA中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和大气化学重点实验室(中国北京) 

Huizheng Che, CMA中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和大气化学重点实验室(中国北京)

Oleg Dubovik, Université de Lille, CNRS, UMR 8518 – Laboratoire d’Optique Atmosphérique(法国里尔)

Yevgeny Derimian, Université de Lille, CNRS, UMR 8518 – Laboratoire d’Optique Atmosphérique(法国里尔)

Brent Holben, NASA戈达德太空飞行中心(马里兰州格林贝尔特)

Pawan Gupta, 大学空间研究协会STI(阿拉巴马州亨茨维尔); NASA马歇尔太空飞行中心(阿拉巴马州亨茨维尔)

Thomas F. Eck, 巴尔的摩县马里兰大学NASA戈达德太空飞行中心(马里兰州巴尔的摩)

Elena S. Lind, 弗吉尼亚理工大学电气与计算机工程系(弗吉尼亚洲布莱克斯堡)

Carlos Toledano, Grupo de Optica Atmosférica, Universidad de Valladolid, Paseo Prado de la Magdalena(西班牙巴利亚多利德)

Xiangao Xia, 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室(中国北京)

Yu Zheng, CMA中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和大气化学重点实验室(中国北京)

Ke Gui, CMA中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和大气化学重点实验室(中国北京)

Xiaoye Zhang, CMA中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室和大气化学重点实验室(中国北京)


🔹通讯作者:

Huizheng Che;chehz@cma.gov.cn;

Oleg Dubovik,oleg.dubovik@univ-lille.fr

Xindan Zhang和Lei Li对这篇作品的贡献相当





期刊介绍

Bulletin of the American Meteorological Society

Bulletin of the American Meteorological Society

本刊是针对大众读者的AMS旗舰期刊,覆盖天气、水和气候领域的同行评审文章、简述、评论和趣事短文。




美国气象学会公报 /

BAMS

ISSN: 0003-0007

eISSN: 1520-0477

https://www.ametsoc.org/index.cfm/ams/publications/bulletin-of-the-american-meteorological-society-bams/


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