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气溶胶吸湿与活化监测仪研发及间接辐射效应基础研究应用

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主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.13 云物理、气溶胶-云相互作用与极端降水事件

气溶胶—云相互作用是气候变化评估中最大的不确定来源，无法实现云内气溶胶和云滴的综合在线观测制约了气溶胶-云相互作用及其辐射效应的基础研究。云的形成同时包括气溶胶吸湿与活化过程，长期以来，气溶胶活化形成的云滴是气溶胶辐射效应研究的核心基础，而未活化的云间隙气溶胶则长期被忽视。我们以提出的云内有效过饱和比在线观测理论框架为基础，实现了气溶胶吸湿与活化监测仪的自主研发。该仪器能够同时实现干燥状态云间隙气溶胶和活化气溶胶吸湿性、多波段散射特性以及有效过饱和比的在线观测，在云内气溶胶吸湿与活化原位观测方面取得了突破性进展，为气溶胶-云相互作用及其辐射效应的直接观测研究提供了仪器支撑。我们以自主研发的气溶胶吸湿与活化监测仪为基础，在河北固城和浙江上黄分别开展了辐射雾和高山云的综合观测研究，构建了基于该仪器的云/雾间隙气溶胶辐射效应量化评估方法。辐射雾观测结果表明，过饱和条件导致雾间隙气溶胶显著吸湿长大，散射增强超过百倍，雾间隙气溶胶的散射显著强于雾滴，主导了雾中能见度的降低（散射贡献>85%）。该发现挑战了云雾辐射效应评估只关注云/雾滴的传统视角。