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偏振卫星遥感改进全球气溶胶辐射强迫评估

发布时间：2022-12-12

　　政府间变化专业委员会（IPCC）指出气溶胶气候效应是气候变化评估中最大的不确定性来源。目前，主流的大气遥感卫星对气溶胶吸收特性的观测缺乏敏感性，而多角度偏振遥感（MAP）传感器具有表征详细气溶胶特效的巨大潜力，其中包括气溶胶吸收和粒子尺寸等，因此科学界希望通过MAP来解决这个问题。

　　中国科学院空天信息创新研究院张莹、李正强等科研人员与法国里尔大学、法国GRASP-SAS、美国国家航天局Langley研究中心、美国国家航天局Goddard太空飞行中心、美国科罗拉多大学等单位开展合作研究，基于偏振卫星遥感约束气溶胶吸收效应和直接辐射强迫，指出IPCC报告低估了80%气溶胶吸收，导致气溶胶直接致冷效应被显著高估。相关成果于近期发表在《Nature Communications》期刊。

　　上述国际联合研究团队开发了一套基于GEOS-Chem伴随模型的反演架构，并对最新的MAP产品POLDER/GRASP进行同化，反演出3种主要的吸收性气溶胶成分（黑碳、有机气溶胶和沙尘）排放源清单，并示范了如何将卫星观测和模型模拟更加紧密结合在一起的途径，以及对全球气候变化研究的重要影响。

　　研究表明，当前全球的气溶胶吸收光学厚度（mid-visible）估计在0.0070, 95%置信区间[0.0068,0.0073]，三种主要的吸收性气溶胶成分贡献分别为：黑碳(0.0055)、有机气溶胶(0.0007)以及沙尘(0.0008)。研究估计出人为排放对气溶胶吸收的贡献为72.9%[58.2%，79.8%], 而黑碳气溶胶人为排放的贡献高达80.3%[65.9%,88.9%]。这些结论普遍高于第五次与第六次IPCC 评估结果1.3到1.8倍，表明由人类活动引起的气溶胶吸收及其对环境健康和气候的效应需要得到更多的关注和精准的评估。研究进一步评估了气溶胶瞬时直接辐射强迫为-0.14 W/m2 [-0.25,+0.01]，其中黑碳直接辐射强迫估计在+0.33 W/m2 [+0.17,+0.54]。总体而言，此项研究证明通过更加先进的遥感观测手段，如多角度偏振遥感，可以得到更准确的气溶胶细节特性的大尺度空间分布，并进一步约束气溶胶气候效应研究。

　　此项研究成果于2022年12月3日发表于《Nature Communications》，第一作者陈澄，2014年毕业于中国科学院大学，现为法国里尔大学研究员。研究工作得到了中国自然科学基金、遥感科学重点实验室开放基金等资助。

多角度偏振卫星观测约束的全球气溶胶吸收和人为排放对气溶胶吸收的贡献

基于偏振观测约束的气溶胶瞬时直接辐射强迫以及黑碳气溶胶瞬时直接辐射强迫分布

文章

https://www.nature.com/articles/s41467-022-35147-y?utm_campaign=related_content&utm_source=EARTHENV&utm_medium=communities

Nature News

https://earthenvironmentcommunity.nature.com/posts/the-use-of-multi-angular-polarimetric-remote-sensing-to-constrain-emissions-of-absorbing-aerosols-and-direct-aerosol-radiative-forcing

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