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气溶胶喷洒导致的海洋云亮化日变化研究

地球工程；海洋云亮化；气溶胶；喷洒时机

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

海洋云亮化旨在通过向海洋层积云中人工注入气溶胶来实现地球降温，由于其可控性较强、安全性高，一直备受关注。我们先前的研究表明了联合喷洒粗细气溶胶，可以达到最大辐射冷却效应，但尚未研究喷洒气溶胶导致的云冷却日变化。

基于近十年卫星观测数据与全球气溶胶再分析结果，选取大西洋典型海洋层积云区作为研究区域，定量分析了不同时间窗口粗细气溶胶对云分数、云滴有效半径、云水路径及云反照率的影响。

结果表明，粗细气溶胶对云特性的调控作用呈现显著的时间依赖性。固定粗海盐气溶胶浓度条件下，当地时间傍晚时段细气溶胶浓度低于1 μg/m3时对云分数的正效应更为明显，而细气溶胶浓度进一步升高后，傍晚时段云分数的减弱幅度也更大。在固定细气溶胶浓度时，晚时段粗海盐气溶胶浓度增加对云分数的提升作用更强。云水路径在晚时段整体更低，且随粗海盐气溶胶浓度变化趋于稳定。对于喷洒气溶胶所达到的冷却降温效果，10-12点喷洒气溶胶到最佳浓度，冷却效果增强大于-100 W/m2，14点后喷洒气溶胶收益更小。喷洒可导致全天平均云辐射冷却增加-94.5W/m2。上述结果表明，喷洒时机的选择对海洋云亮化工程的实际效果具有重要影响，能够为优化气溶胶喷洒策略、提升地球工程的气候调控效率提供科学依据。