【正文】 課題1和文獻(xiàn)中有關(guān)氣溶膠的內(nèi)部混合的新數(shù)據(jù)，評(píng)估某些組分氣溶膠的內(nèi)、外部混合方案所造成的輻射效應(yīng)的不同，并與CARSNET和衛(wèi)星所提供的觀測(cè)對(duì)比，發(fā)展氣溶膠混合狀態(tài)的參數(shù)化方案，研究區(qū)域中尺度模式（GRAPES）中氣溶膠過(guò)程－云物理－輻射方案的在線交互式完全耦合方法，實(shí)現(xiàn)由氣溶膠濃度通過(guò)輻射變溫率反饋到模式的溫度場(chǎng)、動(dòng)力場(chǎng)乃至大尺度環(huán)流的直接輻射效應(yīng)計(jì)算、以及通過(guò)影響云的微物理結(jié)構(gòu)，并通過(guò)云輻射效應(yīng)影響天氣的數(shù)值模擬及反饋。并利用將中國(guó)地區(qū)云的變化與氣溶膠化學(xué)組成，以及排放、擴(kuò)散輸送、轉(zhuǎn)化和沉降等過(guò)程聯(lián)系起來(lái)的模式系統(tǒng)，研究不同條件下氣溶膠對(duì)云的微物理結(jié)構(gòu)的影響，研究氣溶膠通過(guò)改變?cè)莆⒔Y(jié)構(gòu)對(duì)云降水發(fā)展過(guò)程的潛熱的變化和水成物的空間分布的改變導(dǎo)致的云動(dòng)力過(guò)程的影響，評(píng)估GCCN對(duì)降水發(fā)展的作用等。該模式系統(tǒng)具備對(duì)4種對(duì)流云、4種三維中尺度層狀云進(jìn)行模擬的能力，較好地模擬了雹暴和山地對(duì)流云群、低渦、冷鋒降水等過(guò)程，并通過(guò)改進(jìn)云物理量初始化方法，能明顯改進(jìn)初始6小時(shí)降水預(yù)報(bào)。在CAMS雙參數(shù)云模式中，實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)各種水凝物比質(zhì)量和比濃度的全面雙矩量云分辨模式，包括云雨轉(zhuǎn)化、冰晶核化、繁生；凝結(jié)凝華和水汽過(guò)飽和度，雨滴凍結(jié)、雹融化等，以及預(yù)報(bào)云滴濃度和CCN變化的云滴活化過(guò)程等。在氣溶膠模式中在線計(jì)算當(dāng)前的氣溶膠及其前提物的排放強(qiáng)度，并基于現(xiàn)有排放源系統(tǒng)以及開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)排放源模塊，開(kāi)發(fā)可計(jì)算不同氣候變化情景下因工業(yè)布局、新科技、人口以及其它因子變化的情況下的動(dòng)態(tài)排放源預(yù)估系統(tǒng)。結(jié)合氣科院氣溶膠理化數(shù)值模擬系統(tǒng)CUACE/Aero的使用，完善、改進(jìn)氣溶膠排放源清單，提高排放源的時(shí)空分辨率。176。整理、過(guò)濾有關(guān)中國(guó)區(qū)域氣溶膠及其前體物的排放因子資料，在已有工作基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)施關(guān)鍵性的試驗(yàn)，得到中國(guó)某些典型氣溶膠及其前體物的特有排放因子。從宏微觀上兩方面著手，第一：研究氣溶膠通過(guò)直接效應(yīng)影響輻射加熱，使大氣穩(wěn)定度改變，從而出現(xiàn)對(duì)流的異常（云的異常）；氣溶膠影響輻射加熱，改變大氣環(huán)流，使水汽輸送出現(xiàn)異常，從而水汽輻合輻散的變化將導(dǎo)致云的異常；第二：研究氣溶膠的間接效應(yīng)，研究氣溶膠影響云雨的微觀結(jié)構(gòu)與微物理過(guò)程對(duì)亞洲季風(fēng)的影響與反饋?zhàn)饔?。利用?xì)粒子譜監(jiān)測(cè)儀（TSI 3936 DMA+CPC、MSP 1000XP）以及氣溶膠可溶性粒子譜監(jiān)測(cè)儀（Ambient Ion Monitor URG 9000 Series），特別設(shè)計(jì)針對(duì)核模態(tài)－積聚模態(tài)的氣溶膠粒子譜與成分譜的觀測(cè)試驗(yàn)，研究氣溶膠譜的吸濕增長(zhǎng)特性，分析氣溶膠作為CCN的活化率，結(jié)合輻射以及云量觀測(cè)、衛(wèi)星遙感資料分析氣溶膠對(duì)季風(fēng)區(qū)云降水過(guò)程的影響機(jī)制。8. 珠三角典型季風(fēng)區(qū)氣溶膠對(duì)亞洲季風(fēng)影響的實(shí)驗(yàn)研究依托珠三角城市群大氣成分監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、茂名市博賀海洋監(jiān)測(cè)平臺(tái)、廣東省的業(yè)務(wù)天氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)與大氣化學(xué)實(shí)驗(yàn)室精密的大氣氣溶膠粒子譜與成分譜、長(zhǎng)短波輻射、湍流通量、微波輻射計(jì)、雷達(dá)風(fēng)廓線、激光雷達(dá)等觀測(cè)儀器，在亞洲季風(fēng)特別是南海季風(fēng)爆發(fā)、建立、維持（活躍/非活躍期、雨期/非雨期）期間布點(diǎn)開(kāi)展野外綜合觀測(cè)試驗(yàn)，同時(shí)收集華南、珠三角常規(guī)天氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)的氣象資料，獲取一套反映珠三角季風(fēng)區(qū)氣溶膠物理/化學(xué)/光學(xué)特性、以及季風(fēng)活動(dòng)、降水、輻射、邊界層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)資料集。7. 二次有機(jī)氣溶膠形成與老化過(guò)程及其影響的非均相化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)擬建立用于SOA形成和老化過(guò)程研究的在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備，并集成多種氣溶膠性質(zhì)檢測(cè)手段對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深入研究。利用電場(chǎng)將單個(gè)帶電粒子懸浮在云室內(nèi)，通過(guò)改變環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度、大氣壓、痕量氣體濃度)及粒子本身的物理化學(xué)特性(大小、成分、相態(tài))，來(lái)研究氣溶膠粒子和云滴在不同的環(huán)境條件下的響應(yīng)。組織開(kāi)展一架（或多架）專(zhuān)門(mén)探測(cè)飛機(jī)在對(duì)流層中層（3000米）以上不同高度的跨區(qū)域、不同季節(jié)遠(yuǎn)距離飛行探測(cè)， 研究氣溶膠遠(yuǎn)距離輸送過(guò)程中與云的聯(lián)系及可能發(fā)生的變化。吉林的氣溶膠污染程度遠(yuǎn)低于京津和華北，而北京、河北和山西人影辦均是本項(xiàng)目申請(qǐng)的參加單位。5. 飛機(jī)對(duì)氣溶膠云微物理特征的直接和垂直分布觀測(cè)利用項(xiàng)目申請(qǐng)單位中國(guó)氣象科學(xué)研究院已有的大量氣溶膠和云微物理結(jié)構(gòu)觀測(cè)資料，再結(jié)合項(xiàng)目參與單位北京人影中心，河北人影中心和山西人影中心的人工影響天氣飛機(jī)的飛行業(yè)務(wù)，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)每年超過(guò)100架次的飛機(jī)觀測(cè)氣溶膠、CCN以及云的微物理特性等。并能夠在不同季節(jié)、不同天氣條件下對(duì)云的生消過(guò)程開(kāi)展直接和長(zhǎng)期的觀測(cè)與研究，弄清氣溶膠粒子隨尺度和組成變化的CCN活化特性，以及與云（霧）滴的關(guān)系，內(nèi)外混合的特征等。同時(shí)利用單粒子煙塵光度計(jì)SP2，觀測(cè)黑碳?xì)馊苣z粒子的數(shù)濃度、質(zhì)量濃度以及粒徑分布，并同時(shí)觀測(cè)與其它氣溶膠混合的黑碳?xì)馊苣z粒子的數(shù)濃度、質(zhì)量濃度以及粒徑分布，進(jìn)一步分析混合型粒子的時(shí)空分布、輸送特性及其壽命等。4. 高山站點(diǎn)對(duì)氣溶膠云相互作用的高空直接觀測(cè)在大規(guī)模連續(xù)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)、地基遙感、激光雷達(dá)和衛(wèi)星遙感反演聯(lián)合研究的基礎(chǔ)上，選擇泰山（海拔1500米）開(kāi)展對(duì)氣溶膠云相互作用的高空直接觀測(cè)。擬利用風(fēng)云三號(hào)中分辨率光譜成像儀MERSI和微波成像儀MWRI的資料，聯(lián)合光學(xué)和微波遙感的優(yōu)勢(shì)，探索多個(gè)高度云光學(xué)厚度、云中粒子有效半徑的遙感方法，光學(xué)微波模式多源信息協(xié)同反演方法獲得衛(wèi)星遙感云物理特性的觀測(cè)資料。研究并解決海陸交界處陸上氣溶膠和海上氣溶膠反演結(jié)果不連續(xù)的難題。在國(guó)家衛(wèi)星氣象中心自主開(kāi)發(fā)的陸上和海上氣溶膠反演的成熟算法基礎(chǔ)上，利用風(fēng)云三號(hào)上午星FY3A和風(fēng)云三號(hào)下午星FY3B搭載的中分辨率光譜成像儀MERSI 1公里分辨率、多時(shí)次的全球資料，獲取研究期間陸上和海上氣溶膠數(shù)據(jù)集。特別是此次申請(qǐng)擬通過(guò)拉曼激光雷達(dá)探索反演折射率虛部、一次散射反照率等關(guān)鍵氣溶膠輻射特性垂直分布，同時(shí)利用CARSNET儀器中紅光和近紅外波段 的?儀器云模式狀態(tài)?散射觀測(cè)數(shù)據(jù)，探索獲得不同區(qū)域歸一化云指數(shù)（NDCI）。2. 氣溶膠理化、光學(xué)特性的網(wǎng)絡(luò)化觀測(cè)依托中國(guó)氣象局大氣成分觀測(cè)網(wǎng)（CAWNET），在中國(guó)14個(gè)關(guān)鍵區(qū)域的38個(gè)代表性觀測(cè)站（圖1），開(kāi)展近地面層不同粒級(jí)氣溶膠濃度、化學(xué)組成、氣溶膠散射、吸收特性、能見(jiàn)度、氣溶膠數(shù)濃度的連續(xù)、網(wǎng)絡(luò)化觀測(cè)，獲得多粒級(jí)氣溶膠濃度(PMPM1)、在7個(gè)波段上的吸收特性、散射特性、能見(jiàn)度、以及通過(guò)濾紙采樣及實(shí)驗(yàn)室測(cè)定獲得的六類(lèi)七種氣溶膠組分（黑碳、有機(jī)碳、沙塵、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽及海鹽氣溶膠）的濃度等，獲得氣溶膠各種特性及其影響在中國(guó)近底層大氣中的時(shí)空分布和變化。同時(shí)結(jié)合第四課題預(yù)估在未來(lái)不同的氣候變化情景下的污染排放，認(rèn)識(shí)氣候變化對(duì)未來(lái)中國(guó)空氣質(zhì)量的可能影響。三、研究方案1）學(xué)術(shù)思路本申請(qǐng)擬設(shè)臵6個(gè)課題，其中第一、二、三課題聚焦在氣溶膠云輻射相互關(guān)系的觀測(cè)研究上，為在云模式和中尺度模式中（第