杨修群教授课题组在野火气溶胶气候效应方面取得进展


发布时间:2020-08-10浏览次数:11


我院杨修群教授课题组近期在野火气溶胶气候效应方面取得重要进展,相关成果发表在国际一流期刊《Journal of Climate》上。相关研究发现了热带和极地地区野火气溶胶气候效应的显著差异性,揭示了野火在北极地区的气候效应对热带Hadley环流的影响。

全球气候的持续变暖使得野火活动的发生更加频繁,对人类活动、环境和生态系统造成了极大的破坏。2019年亚马逊雨林和澳大利亚发生的持续性大火使得野火问题受到了全世界广泛关注,成为全球焦点问题。火活动产生的大量的气溶胶颗粒物会显著的影响全球辐射能量收支,进而对全球温度和降水产生显著的影响,研究野火气溶胶气候效应具有重要的现实和科学意义。

图1 野火气溶胶光学厚度的空间分布特征。

杨修群教授课题组针对野火气溶胶气候效应展开了深入的研究(Jiang et al., 2020; Jiang et al., 2016)。研究发现全球的野火活动主要分布在两个气候带上,即热带地区和北极地区(图1),其中热带地区的野火活动更加频繁。热带区域野火气溶胶辐射效应的直接影响(快过程)占到了主导作用,会显著减少热带陆地区域的降水。热带区域野火产生的黑碳比例较高,使得热带区域的气溶胶的吸热效应更为显著(图2a)。较强的吸热效应,会抑制地表的水汽输送,减少临近陆地区域的降水(图2b)。

图2 热带野火气溶胶的加热效应和对应降水异常

虽然热带野火活动较为频繁,野火在北极的气候效应却更为显著。极地地区的野火气溶胶有机碳比例更高,有利于产生较强的间接效应,显著降低北极地表温度。而北极地区的气候反馈过程会进一步放大冷却效应,使得北半球降温显著强于南半球。南北半球温度不对称性,会显著影响热带大尺度经向环流,使得南半球Hadley环流减弱和赤道辐合带(ITCZ)南移(图3)。这样的经向环流型有利于增强南半球向北半球的跨赤道能量输送,部分抵消南北半球的温度不对称性。

图3 北极野火气溶胶间接效应对Hadley环流影响的概念图

以上研究是在中国气象局-新威尼斯人气候预测研究联合实验室和江苏省气候变化协同创新中心平台的支持下,以及国家重点研发计划和国家自然科学基金共同资助下完成的。论文第一作者为蒋益荃副教授,通讯作者为杨修群教授。


参考阅读:

Jiang, Y., X.-Q. Yang, X. Liu, Y. Qian, K. Zhang, M. Wang, F. Li, Y. Wang, and Z. Lu (2020), Impacts of Wildfire Aerosols on Global Energy Budget and Climate: The Role of Climate Feedbacks, Journal of Climate, 33(8), 3351-3366, doi:10.1175/JCLI-D-19-0572.1.

Jiang, Y., Z. Lu, X. Liu, Y. Qian, K. Zhang, Y. Wang, and X. Q. Yang (2016), Impacts of global open-fire aerosols on direct radiative, cloud and surface-albedo effects simulated with CAM5, Atmos. Chem. Phys., 16(23), 14805-14824, doi:10.5194/acp-16-14805-2016.


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