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基于RegCM-Chem中老化过程完善的黑碳气溶胶气候效应研究

RegCM-Chem,黑碳气溶胶,老化,气候效应

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.10 吸光气溶胶理化特性及环境气候效应

黑碳气溶胶（BC）辐射效应的定量评估仍存在显著不确定性，这可能与气候模式中对BC老化过程的简化处理有关。本文在区域气候与化学耦合模型 RegCM-Chem 中引入了更新的黑碳老化表征方法，包括动态老化时间尺度和混合状态方案，用于评估 2008–2020 年东亚地区的BC-辐射相互作用。动态老化方案表明，在中国东部等高污染地区，BC老化过程较快，最短时间尺度为 7.94 小时。更快的老化过程促进了亲水性BC的形成及其湿沉降，从而使东亚地区BC柱负荷减少了 0.08 mg m^-2。在华北平原，由于干沉降减少产生的过度补偿效应，导致地表BC浓度反而增加。引入吸收增强的混合状态方案增强了BC光学厚度及瞬时辐射强迫，但这种增强的辐射扰动同时也引发更强的大气环流和云异常，从而放大了BC有效直接辐射强迫及气候响应在空间上的显著不均一性。总体而言，在新方案下，东亚地区地表BC的有效直接辐射强迫为 -1.64 W m^-2，并导致了更强的地表冷却效应（-0.04 K）。此外，降水变化呈现出明显的“南涝-北旱”偶极型分布特征。本研究表明，准确表征BC老化过程对于约束BC辐射强迫及其非线性区域气候响应具有重要意义。