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东非肯尼亚三个环境特征迥异的AERONET站点十年气溶胶光学特性及辐射强迫记录

DOI：10.1029/2018JD029461 期刊：Journal of Geophysical Research: Atmospheres 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 在气溶胶机器人网络（AERONET）框架下，研究了2006-2015年东非肯尼亚三个站点（CRPSM_马林迪、内罗毕和ICIPE_姆比塔）的气溶胶光学、微物理及辐射特性。440纳米波长处年均（±σ）气溶胶光学厚度（AOD440）以姆比塔最高（0.27±0.09），其次为马林迪（0.26±0.07），内罗毕最低（0.19±0.04）。季节性AOD440在本地旱季（高值）与雨季（低值）呈现显著差异。气溶胶光学特性（AOD、单次散射反照率SSA、不对称因子ASY及复折射指数RI）表现出显著时空异质性，揭示了本地旱季（JJA）以细模态气溶胶为主的复杂类型特征。主要气溶胶类型分析表明混合类型占主导，其次为生物质燃烧气溶胶。体积粒径分布显示粗模态气溶胶对总浓度贡献显著（尤其在AOD440>0.3时）。通过光谱AOD的King反演获取的气柱数谱分布（CSD）呈幂律分布，证实多源性特征?；赟anta Barbara DISORT大气辐射传输（SBDART）模型模拟的短波直接辐射强迫值与AERONET反演的TOA（大气层顶）、BOA（地表）及ATM（大气层内）结果相关性良好（r≥0.85）。年均（±σ）辐射强迫范围：TOA为-8.10±3.75至-13.23±4.87 Wm?2，BOA为-34.54±4.86至-46.11±10.27 Wm?2，ATM为26.63±6.43至36.24±7.26 Wm?2，对应大气加热率（AHR）0.74±0.12–1.02±0.20 K·天?1。SBDART模拟的DARF呈现显著季节性（旱季高/雨季低）。本研究结果为区域气候变化研究奠定基础，并可提升该非洲未充分探索区域气候模型的精度。
作者： Richard Boiyo，K. Raghavendra Kumar，Tianliang Zhao，Jianping Guo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究东非肯尼亚三个环境迥异的AERONET站点上空的气溶胶光学、微物理及辐射特性，以理解其对区域气候效应的影响。

研究成果

该研究全面揭示了东非地区气溶胶特性，显示出以混合气溶胶和生物质燃烧气溶胶为主导的显著季节性与光谱变化。粗模态颗粒物对污染事件贡献突出。辐射强迫效应表现为地表降温与大气增温，加热速率高达1.02开尔文/天。研究成果支持改进该区域气候建模，并强调需进一步探究大气稳定性及动力效应。

研究不足

由于模型假设（如King反演中采用球形气溶胶）、某些参数数据有限（如仅当AOD440>0.4时提供单次散射反照率），以及非球形沙尘气溶胶可能导致的低估，气溶胶属性反演存在不确定性。采用1.5级数据进行反演产品是折中方案。对地表反照率和大气廓线等输入变量的依赖可能引入误差。

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