大气辐射考试课件

研究理由：现有的沙尘气溶胶数值预报模式大多是单向的，即只考虑气象场对沙尘气溶胶的输送作用，忽略了沙尘气溶胶的辐射效应对气象场的反馈作用。

研究理由：沙尘气溶胶的辐射特性会引起地面-对流层系统能量的重新分配，从而改变大气的动力稳定性，影响气象场,进一步影响沙尘的输送。沙尘气溶胶的辐射特性会引起

作为云凝结核影响云的生成和发展的间接辐射效应散射和吸收的直接辐射效应

其辐射效应通过对大气的热力强迫改变大气的流场结构从而影响沙尘的输送沙尘气溶胶沙尘气溶胶So：

如果忽略了沙尘的辐射效应将无法阐明沙尘气溶胶的辐射效应与气象场的相互作用，不能正确预报气象要素及沙尘的输送。So：

引入一种考虑了沙尘气溶胶短波辐射效应的天气-沙尘双向模式:（GRAPES-2W-SDM)解决办法：引入一种考虑了沙尘气溶胶短波辐射效应的天气-沙尘双GRAPES-2W-SDM由三部分构成：GRAPESDAM(沙尘气溶胶模式）GODDARD短波辐射传输模式沙尘气溶胶参数化方案GRAPES-2W-SDM由三部分构成：沙尘气溶胶模式考虑了沙尘的产生、输送、凝并、干沉降与湿沉降的物理过程，该模式能够输出地面起沙通量，沙尘浓度等物理量沙尘气溶胶模式考虑了沙尘的产生、输送、凝并、干沉降与Goddard短波辐射方案

考虑了水汽、臭氧、二氧化碳、氧气、云和气溶胶的吸收作用，以及云、气溶胶和各种粒子的散射作用。

该方案将气溶胶的辐射特性作为空间、时间、波段的函数实时输入模式，从而得出沙尘气溶胶在短波波段的多次散射、吸收作用Goddard短波辐射方案考虑了水汽、臭沙尘气溶胶参数化方案

根据Goddard短波辐射方案的划分，结合复折射指数模型提供的波长和折射指数得到用于计算的复折射指数。假定沙尘为球形，用米散射理论计算出沙尘气溶胶粒子在短波波谱的辐射特性结合沙尘气溶胶模式输出的质量浓度进一步计算修正沙尘辐射特性。（这样结合具体浓度计算会使结果更合理，更接近实际情况）。沙尘气溶胶参数化方案根据Goddard短思路总结：

气象资料地形资料下垫面资料沙漠分布资料土壤质地资料中尺度气象模式沙尘气溶胶模块沙尘辐射GRAPES-DAMGODDARD沙尘浓度加热思路总结：

气象资料沙漠分布资料中尺度气象模式沙尘气溶沙尘辐实践：

曾有人利用该模式对南疆盆地在2006年3月11~16日出现的一次大范围的沙尘暴-强浮沉天气进行研究。做了两组实验：实践：CTL（比较控制实验）：不考虑沙尘的短波辐射反馈，各辐射参数均为0.RAD：考虑了沙尘的短波辐射参数CTL（比较控制实验）：不考虑沙尘的短波辐射反馈，各辐射参数实验结果：

RAD与CTL的日变化趋势与实况相差不大，但是长期预报时RAD显然比CTL更接近实况。实验结果：RAD与CTL的日变化趋势与实况相差不所以进行气象要素预报及沙尘输送时用GRAPES-2W-SDM(天气-沙尘双向模式）有一定的优势。所以进行气象要素预报及沙尘输送时用

附：沙尘气溶胶模式的具体算法详见《气象科技》2007年6月第35卷第三期“河西走廊夏季强尘暴数值模拟实验”Goddard短波辐射方案详见《气象科技》2009年12月第7卷第6期“GRAPES紫外线（UV)数值预报”。参数化过程参见《科学通报》2004年10月第49卷第19期“2001年春季东亚-北太平洋地区沙尘气溶胶的辐射强迫”， 附：参考文献：《大气科学》2009年1月第33卷第一期“沙尘辐射效应对天气和沙尘输送影响的数值模拟”《气象学报》“沙尘气溶胶辐射强迫全球分布的模拟研究“《高原气象》“中国西北大气沙尘对第七系统和大气辐射加热的影响”《高原气象》大气沙尘辐射特性的卫星观测：《大气科学》“我国西北大气沙尘气溶胶的辐射效应”《气象》“GRAPES模式对长江流域天气预报的检验分析”《大气科学》“两组辐射方案对中国短期天气过程影