项目名称：气溶胶-云-辐射反馈过程及其与亚洲季风相互作用的

项目名称：气溶胶-云-辐射反馈过程及其与亚洲季

风相互作用的研究

首席科学家：张小曳中国气象科学研究院起止年限：2011.1至2015.8

依托部门：中国气象局

二、预期目标

总体目标:

提高我们对于气溶胶-云相互作用这个当今气候变化和云降水研究中最不确定问题的理解，研究我国气溶胶-区域性大气污染对天气和气候（特别是亚洲季风）的影响程度。发展一个包含气溶胶对云-辐射-降水影响及其反馈机制、可准确模拟气溶胶时空分布变化，并能有效耦合到全球/区域天气气候模式中气溶胶理化数值模式系统，建立雾的数值预报方法，并研究空气污染对天气预报的影响，特别是对云和降水预报的影响；提升我国参与IPCC第五次评估报告的气候系统模式模拟中国特点气溶胶、详细云过程和云辐射过程的能力，形成我国新一代气溶胶-云-辐射气候模式系统。更深入、准确地认识气溶胶的间接气候效应、气溶胶对云和降水的影响，对亚洲季风的影响程度，以及对未来气候变化的影响程度。为回答气溶胶是否应像温室气体一样纳入减排、稳定气候与控制污染之间的关系等气候变化议题中的敏感问题、为我国天气预报和气候预估准确率的提高、为污染控制的宏观决策等提供系统、独立的科学支撑。

实现我国大气气溶胶及其天气-气候影响方面的研究与国家的应对气候变化、预报服务需求的无缝隙连接。不仅将在气溶胶-天气气候变化这一国际研究的热点领域不断作出中国科学家具有国际水平的系统、独立的研究成果，还将在提高预报能力、更好地预估未来气候变化和控制区域大气污染，以及为国家气候变化外交这些重要国家需求方面，不断发挥作用。锻炼和形成一批活跃在国际大气科学热点领域的中青年科学家群体，五年中要争取再有2-3人进入国际学术组织任职，扩大我国在此领域的骨干研究队伍规模，提高我国在该领域的整体研究水平。

五年预期目标:

前2年目标：

1)获得对中国不同区域和珠三角典型季风区大气气溶胶化学、物理和光学特性，以及典型挥发性有机物形成二次有机气溶胶(SOA)的主要化学过程（均相和非均相），以及SOA在老化过程的变化；并在气溶胶光学特性和云微物理特性方面初步建立有统计或有物理意义的定量联系；获得气溶胶对云微物理结构影响的三维观测数据，并初步分析结果；

2)建立两个分别针对环境气溶胶单谱活化特性的观测系统和单粒子悬浮

实验的室内实验系统，在认识气溶胶活化为云凝结核（CCN）的活化特性随粒径、化学成分等的变化特征，以及不同条件下气溶胶和云滴粒子的增长蒸发等微物理特性方面取得进展；

3)发展、完善、更新自主开发的中国区域气溶胶及其前体物排放源清单，并利用反演模式，研发可为当前气候和气溶胶-云-辐射模式提供最新的气溶胶及其前体物的排放源的源系统；

4)在发展的气体-气溶胶在线耦合气溶胶模式（CUACE/ Aero）中实现气溶胶-云-辐射-降水相互作用的模拟；并形成考虑气溶胶老化过程的环境气溶胶混合状态的参数化方案等；获得一个可准确模拟气溶胶分布变化，并能有效耦合到全球/区域天气气候模式中、包含气溶胶对云-辐射-降水影响及其反馈作用的气溶胶模式系统；

5)改进气候模式中适合中国特点的详细云过程和云-辐射过程的合理描述，改进气候模式中非球形气溶胶和冰云的辐射参数化方案；

6)提升中国参与IPCC AR5的气候模式系统对中国特点气溶胶、详细云过程和云-辐射过程的模拟能力，形成我国新一代气溶胶-云-辐射气候模式系统，

7)通过对观测资料的分析，获得气溶胶、云和亚洲季风的时空变化特征，以及在不同时间尺度和空间尺度上气溶胶-云的相互作用对亚洲季风的影响，特别是珠三角典型季风区高污染气溶胶对较强大季风系统的影响；通过嵌套了气溶胶-云模式的区域气候模式开展气溶胶对亚洲季风影响及反馈的初步研究；

8)在国内外核心刊物上发表研究论文60篇，其中在SCI收录的刊物上达到40篇以上。

后3年目标：

9)获得不同化学组成气溶胶活化成云凝结核（CCN）的活化率曲线，认识其随气溶胶数浓度分布，粒径、吸湿性的变化特征；获得气溶胶、CCN和云滴粒子的时空分布特征，建立符合我国特点的气溶胶与云微物理量间的参数化方案；

10)深入研究大气气溶胶的活化、云滴增长蒸发等微物理过程，得到不同地区CCN活化效率特征，以及不同条件下气溶胶和云滴粒子的增长蒸发等微物理特性；

11)改进新的气溶胶-云-辐射数值模式系统（CUACE/ Aero-Chem）中降水转化的方案，分析研究气溶胶对降水效率的影响。在中国气象局自主发展的中尺度天气数值模式（GRAPES）中实现气溶胶-云-辐射三者在线交互式全耦合，并测试能够业务运行的区域性雾-霾天气数值预报系统；

12)研发成功带有气溶胶数值同化的雾-霾天气数值预报系统，深入认识当今中国地区气溶胶与云（雾）及降水的相互作用机制；

13)以我国参与IPCC AR5的新一代气溶胶-云-辐射气候模式系统为主要手段结合区域气候模式，更深入、准确地认识气溶胶在全球和亚洲区域的间接气候效应；

14)评估大气气溶胶对区域和全球气候的影响程度，特别是气溶胶的直接和间接气候效应对亚洲季风的影响程度，且重点研究气溶胶对降水变化以及季风覆盖区变化的影响，并对比气溶胶对东亚和对印度季风的不同影响，探索影响亚洲季风、特别是东亚季风自然及人为变化的因素，并认识亚洲季风异常对气溶胶重新分布的反馈作用；

15)根据IPCC给出的排放情景，通过全球和区域气候模式，预估未来不同的排放情景下的气候变化程度，评估气溶胶在其中的贡献；基于现有排放源系统以及开发的源评估及反算系统，计算不同气候变化情景下因工业布局、新科技、人口以及其它因子变化的情况下的污染排放情况，评价气候变化对空气污染状况的可能反馈；

16)不断研究新的气候变化谈判中可能与气溶胶有关的议题，提供系列决策咨询报告，服务国家的气候变化外交活动；

17)在国内外核心刊物上发表研究论文80篇，其中在SCI收录的刊物上达到60篇以上。