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本文使用了MODIS气溶胶光学厚度资料、TOMS/OMIAI资料和NCEP/NCAR再分析资料,借助RegCM4区域气候模式、耦合场分离方法以及各种统计学方法从以下四个方面研究了东亚夏季风环流与气溶胶之间的相互作用:①东亚地区气溶胶及其短波辐射强迫的分布特征;②东亚夏季风环流对气溶胶分布的影响;③气溶胶对东亚夏季风环流的影响;④东亚夏季风环流与气溶胶相互作用的评估。得到主要结论如下: (1)东亚夏季风的主要影响时段内东亚地区各月的AOD空间分布特征差异明显。四川盆地和长江中下游至华北地区以及邻近的海洋为两个AOD较高的区域,其中四川盆地AOD在5-8月变化较小,而长江中下游至华北地区AOD在5-8月表现出明显的季节变化特征。东亚地区AOD同样表现出显著的时间-纬度变化特征,尤其是30° N附近的AOD高值区,其强度和范围在5-8月逐渐增强北推然后又减弱南撤。Fu-Liou辐射传输模式的计算表明上述AOD高值区同样也是气溶胶直接辐射效应较强的区域,这些地区晴空条件下地表和大气层顶的气溶胶短波辐射强迫分别可以达到-80 Wm-2至-50 Wm-2和-18 Wm-2至-10 Wm-2。 (2)东亚夏季风环流对AOD平流输送作用体现了季风环流对于东亚地区气溶胶分布的影响。季风环流输送作用的强弱与风场强度及AOD本身的分布特征之间密切相关。由于季风环流的输送作用,我国南部AOD减少,华北和东北地区AOD增加,所产生的AOD变化可达到±0.35。在东亚夏季风演变的不同阶段,季风环流输送作用相对于局地气溶胶的解释方差为10%至20%。强弱季风年背景下7月观测的AOD差异可以达到±0.5,而相应的季风环流输送作用的差异在±0.2左右,两者的分布特征有着显著的相似性。对850hPa水平风场进行EOF处理得到东亚夏季风环流异常的前四个显著模态,总体的解释方差达到63.5%。在这四个环流异常模态的影响下,东亚地区AOD出现了不同程度的异常。 (3)不同季风强度年背景下硫酸盐气溶胶对季风环流的影响有着明显的差别。加入硫酸盐气溶胶影响后,东亚地区往往会出现局地的反气旋式环流的异常,该环流异常的位置和强度主要取决于具体的大气环流背景场,与硫酸盐气溶胶本身的分布特征关系不大。5月印度恒河流域吸收性气溶胶浓度较高,对流层低层存在大范围的显著的增暖现象,东亚地区与之相对应的是对流层中层显著增暖,并在对流层中高层形成一个“暖核”的高压异常。在此背景下,5月我国南部对流层低层西南气流增强,对流层中高层出现显著地反气旋式环流异常,东亚夏季风环流有增强的趋势。 (4)使用耦合场分离方法对东亚夏季风环流与气溶胶相互作用过程各部分影响程度的评估表明季风环流对气溶胶影响程度较大的区域往往位于气溶胶浓度较低的海洋上,这些地区AOD受到水平风场综合影响的部分达到了38%,其中单纯地受到风场强迫影响的部分在18%以上,而受到季风环流与气溶胶相互反馈影响的部分的解释方差则在20%左右。季风环流受到气溶胶整体影响较大的区域往往位于气溶胶浓度较高的地区,这些地区AOD综合影响的解释方差达到40%,其中单纯受到AOD强迫部分的解释方差为18%至26%,而受到季风环流和气溶胶相互反馈作用影响的部分的解释方差为18%至22%。