利用WRF-Chem模式模拟东亚地区气溶胶辐射反馈
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WRF-chem中文介绍教程文件
WRF-CHEM 中文介绍空气质量模拟是一个非常复杂的问题，同时受到气象因子（如风速、风向、湍流、辐射、云和降水等）和化学过程（如源的排放、干湿沉降和化学转化等）的影响。
在实际大气中，化学和气象过程是同时发生的，并且能够相互影响，如气溶胶能影响地气系统辐射平衡，气溶胶作为云凝结核，能影响降水，而云和降水对化学过程也有非常强烈的影响。
以往的空气质量模式，如CALGRID 、MODEL3/CAMQ 等，它的气象过程和化学过程是分开的，一般先运行中尺度气象模式，得到一定时间间隔的气象场，然后提供给化学模式使用。
这样分开处理以后，存在一些问题：首先，利用这样的气象资料驱动化学过程的时候就存在时间和空间上的插值，而且丢失了一些小于气象模式输出间隔的气象过程，如一次短时间的降水等，而这些过程对化学过程来说可能是很重要的；其次，气象模式和化学模式使用的物理参数化方案可能是不一样的；再次，不能考虑化学过程对气象过程的反馈作用。
基于这种真实大气中气象过程和化学过程是同时发生的相互影响的思想以及考虑到以往空气质量模式中存在的不足，2000年3月6日——8日在美国国家大气研究中心（NCAR ）举行了一个关于在云模式和中尺度模式中模拟化学过程的会议，随后成立了一个WRF-CHEM 的开发小组，共有15个成员。
在之后的几年内，很多化学模块被加入了WRF的框架之中，完成了一个气象模式和化学模式在线完全耦合的新一代的区域空气质量模式（WRF-CHEM ）。
它的化学和气象过程使用相同的水平和垂直坐标系，相同的物理参数化方案，不存在时间上的插值，并且能够考虑化学对气象过程的反馈作用。
WRF 模式WRF（Weather Research Forecast）模式系统是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式和同化系统,2004 年6 月对外发布了第二版和三维变分同化系统。
这个模式采用高度模块化、并行化和分层设计技术, 集成了迄今为止在中尺度方面的研究成果。
长波辐射对大气变化的敏感性和在WRF模式中的应用检验
长波辐射对大气变化的敏感性和在WRF模式中的应用检验沈元芳;黄丽萍;徐国强;薛纪善【期刊名称】《气象学报》【年(卷),期】2004(062)002【摘要】用RRTM长波辐射(LWR)参数化方案测试了LWR对大气变化的敏感性.结果表明:高云对向外长波辐射(OLR)、300和500 hPa 净LWR通量的减弱作用较中、低云大;低云对850 hPa和地表净LWR通量的减弱作用较中、高云大.在云层中,LWR冷却率受云影响最大;在云层下方,云对LWR的影响迅速减小;而在云层上方,冷却率几乎不受云的影响.当水汽含量减少或增加时,地表向下LWR受到相应减弱或增强,而净LWR则在一定程度上受到相应增强或减弱,并且越接近地面,受到水汽变化的影响就越大.O3对LWR的影响相对云和水汽来说是比较小的.rn文中介绍了在WRF模式中应用RRTM方案预报LWR不同季节的2个个例,给出了应用NCEP/AVN分析资料预报和验证中国范围2 d之内LWR通量的模拟结果.试验表明,OLR和500 hPa净LWR通量与高度形势场有较好的对应关系,而地表净LWR 很大程度上还受到地形的影响.【总页数】15页(P213-227)【作者】沈元芳;黄丽萍;徐国强;薛纪善【作者单位】中国气象科学研究院,北京,100081;中国气象科学研究院,北京,100081;中国气象科学研究院,北京,100081;中国气象科学研究院,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P4【相关文献】1.NASA/Goddard长波辐射方案在GRAPES_Meso 模式中的应用研究 [J], 张梦;王宏;黄兴友2.辐射传输模式中地表参数对大气长波辐射的影响 [J], 王可丽;钟强3.中尺度WRF模式在西北西部地区低层风场模拟中的应用和检验 [J], 王澄海;胡菊;靳双龙;冯双磊;刘纯4.WRF、EC和T639模式在福建沿海冬半年大风预报中的检验与应用 [J], 曾瑾瑜;韩美;吴幸毓;林青;廖廓5.多层四流球谐函数算法的构建及在大气辐射传输模式中的应用 [J], 张华;卢鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
WRF-Chem模式介绍完整版教学内容
第二章WRF-Chem模式介绍WRF-Chem模式是由美国NOAA 预报系统实验室（FSL）开发的，气象模式（WRF）和化学模式（Chem）在线完全耦合的新一代的区域空气质量模式。
图2.1给出了WRF-Chem的流程框架图。
WRF-chem包含了一种全新的大气化学模式理念。
它的化学和气象过程使用相同的水平和垂直坐标系，相同的物理参数化方案，不存在时间上的插值，并且能够考虑化学对气象过程的反馈作用。
有别于这之前的大气化学模式，如SAQM 模式、CALGRID模式、MODEL3-CAMQ模式等，它们的气象过程和化学过程是分开的，一般先运行中尺度气象模式，得到一定时间间隔的气象场，然后提供给化学模式使用。
这样分开处理以后，存在一些问题：首先，利用这样的气象资料驱动化学过程的时候就存在时间和空间上的插值，而且丢失了一些小于输出间隔的气象过程，如一次短时间的降水等，而这些过程对化学过程来说可能是很重要的；其次，气象模式和化学模式使用的物理参数化方案可能是不一样的；再次，不能考虑化学过程对气象过程的反馈作用。
事实上，在实际大气中化学和气象过程是同时发生的，并且能够互相影响，如气溶胶能影响地气系统辐射平衡，气溶胶作为云凝结核，能影响降水，而气温、云和降水对化学过程也有非常强烈的影响。
因此，WRF-Chem能够模拟再现一种更加真实的大气环境。
最初版本的WRF-chem在2002年推出，目前的版本为V3.1（2009年4月16日），本文所采用的是WRF-chem V3.0。
图2.1 WRF-Chem流程图（来自WRF-Chem V3 用户手册）WRF ( Weather Research Forecast , Skamarock et al., 2008)模式系统是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式和同化系统。
WRF模式是一个可用来进行1至10公里内高分辨率模拟的数值模式，同时，也是一个可以做各种不同广泛应用的数值模式，例如：业务单位正规预报、区域气候模拟、空气质量模拟，理想个例模拟实验等。
wrfchem
排放清单
大气污染物排放清单指各种排放源在一定时间跨度和空间
区域内向大气排放的大气污染物的量的集合。准确、更新及 时、高分辨率排放清单是识别污染来源、支撑模式模拟、分 析解释观测结果和制定减排控制方案的重要基础，无论对于 大气化学与气候相互作用、大气复合污染来源识别等科学问 题探究，还是对于污染物总量减排、空气质量达标等环境管 理问题来说，都是极为关键的核心支撑。
选定模拟区域
可以使用 WRFDomainWizard软件来帮助划区域
选择Lambert 投影的基准纬 度
选择Lambert投影 更新
选择大致的母 网格区域
更 新 后
选择嵌套
修改参数
鼠标点击domain2框， 可以调整模拟区域 位置
新建domain2
修改参数：子网格 与母网格格局比等 参数
WRFCHEM前处理过程
气相化学(Gas-phase chemistry)
气相化学机制是区域空气污染模型中一个重要的组成部分， 气相化学转化率，以及排放、传输和沉降决定了气体的种 类。对流层中活性有机物、硫酸、氮氧化物及臭氧的排放 及酸沉降与区域空气污染的关系多由气相化学机制影响。 同时气相化学也决定了液相化学的种类，及反应速度。 WRFCHEM 提供了 4 种气相化学机制，分别是 RADM2 (Regional Acid Deposition Model version 2) 、 RACM (Regional Atmospheric Chemistry Mechanism) 、RACM NOAA/ESRL version 、CBMZ (Carbon-Bond Mechanism veF模式系统是采用Fortran 90、Fortran 77及c++编译语言进行编译 与测试的，所以，运行WRF必须先安装编译软件， 目前运用的编译 软件主要有PGI和INTEL。 另外，WRF运行时所使用的输入输出文件多为 NetCDF文件，因此还 需要安装Netcdf软件
wrf-chem模式分层原理
wrf-chem模式分层原理WRF-Chem模式是一个全球和区域大气化学模式，可以模拟大气物理过程、大气化学过程和气溶胶-气体相互作用过程。
该模式结合了大气动力学模式WRF（Weather Research and Forecasting）和化学气候模式CMAQ（Community Multi-scale Air Quality model），以便更准确地模拟大气化学过程和大气颗粒物的形成和运输过程。
WRF-Chem模式的分层原理基于大气垂直分层结构的物理和化学特性。
大气以不同的高度分层，这种分层通常是根据温度和湿度的变化而确定的。
WRF-Chem模式根据这些分层特征将大气划分为多个层次，以便更精细地模拟不同高度范围内的化学和物理过程。
一般而言，大气化学是一个多层次的过程，涉及大气中的不同组分以及它们之间的相互作用。
WRF-Chem模式利用分层原理将大气划分为不同的气候层次，在每个层次内模拟相应的物理和化学过程。
这样做的好处是可以更好地模拟大气细节和不同区域的差异，从而提高对大气颗粒物和气体分布的准确度。
在WRF-Chem模式中，大气的分层结构主要包括三个方面的特性：气象层、化学层和气溶胶-云层。
气象层是指大气的物理特性，例如温度、湿度、风速和气压等，这些特性直接影响大气运动和大气的物理过程。
化学层主要涉及大气化学物种的浓度和反应速率，以及与大气化学过程相关的其他参数。
气溶胶-云层包括大气气溶胶的分布和特性，以及云的形成和演变过程。
在模拟过程中，WRF-Chem模式将这些层次特征作为模型的输入参数，并根据不同层次之间的相互作用和耦合关系，模拟相应的物理和化学过程。
例如，气象层的风速和风向可以影响气溶胶和气体的输送和扩散；化学层的化学反应会改变气溶胶和气体的浓度和分布；气溶胶-云层的特性可以影响云的辐射处理和水循环过程。
总之，WRF-Chem模式的分层原理基于大气的物质和能量平衡，将大气划分为不同的层次，以模拟不同高度范围内的物理和化学过程。
WRF-chem中文介绍教程文件
WRF-CHEM中文介绍空气质量模拟是一个非常复杂的问题，同时受到气象因子（如风速、风向、湍流、辐射、云和降水等）和化学过程（如源的排放、干湿沉降和化学转化等）的影响。
在实际大气中，化学和气象过程是同时发生的，并且能够相互影响，如气溶胶能影响地气系统辐射平衡，气溶胶作为云凝结核，能影响降水，而云和降水对化学过程也有非常强烈的影响。
以往的空气质量模式，如CALGRID、MODEL3/CAMQ等，它的气象过程和化学过程是分开的，一般先运行中尺度气象模式，得到一定时间间隔的气象场，然后提供给化学模式使用。
这样分开处理以后，存在一些问题：首先，利用这样的气象资料驱动化学过程的时候就存在时间和空间上的插值，而且丢失了一些小于气象模式输出间隔的气象过程，如一次短时间的降水等，而这些过程对化学过程来说可能是很重要的；其次，气象模式和化学模式使用的物理参数化方案可能是不一样的；再次，不能考虑化学过程对气象过程的反馈作用。
基于这种真实大气中气象过程和化学过程是同时发生的相互影响的思想以及考虑到以往空气质量模式中存在的不足，2000年3月6日——8日在美国国家大气研究中心（NCAR）举行了一个关于在云模式和中尺度模式中模拟化学过程的会议，随后成立了一个WRF-CHEM的开发小组，共有15个成员。
在之后的几年内，很多化学模块被加入了WRF的框架之中，完成了一个气象模式和化学模式在线完全耦合的新一代的区域空气质量模式（WRF-CHEM）。
它的化学和气象过程使用相同的水平和垂直坐标系，相同的物理参数化方案，不存在时间上的插值，并且能够考虑化学对气象过程的反馈作用。
WRF模式WRF(Weather Research Forecast) 模式系统是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式和同化系统,2004 年6 月对外发布了第二版和三维变分同化系统。
这个模式采用高度模块化、并行化和分层设计技术,集成了迄今为止在中尺度方面的研究成果。
《2024年WRF-Chem模式不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟研究》范文
《WRF-Chem模式不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题日益严重，成为全球关注的焦点。
呼和浩特作为我国北方的重要城市，其大气污染问题尤为突出。
为了更好地理解和预测大气污染过程，数值模拟成为重要的研究手段。
本文利用WRF-Chem模式，对呼和浩特大气污染进行数值模拟，并探讨不同参数化方案对模拟结果的影响。
二、WRF-Chem模式简介WRF-Chem是一种集成了气象和化学过程的区域气候模式，能够模拟和预测大气污染物的传输、扩散和转化过程。
该模式具有较高的空间和时间分辨率，能够较好地反映大气的物理和化学过程。
本文利用WRF-Chem模式，对呼和浩特的大气污染进行数值模拟。
三、不同参数化方案介绍本文采用多种不同的参数化方案进行数值模拟，包括：边界层参数化方案、气溶胶参数化方案、排放源参数化方案等。
这些参数化方案在模型中起着至关重要的作用，影响着大气污染物的传输、扩散和转化过程。
四、数值模拟方法与过程本文首先根据呼和浩特的地理位置、气候特征和大气污染状况，设置合理的模型参数和边界条件。
然后，采用不同的参数化方案进行数值模拟，包括：不同边界层参数化方案、不同气溶胶参数化方案和不同排放源参数化方案。
在模拟过程中，我们关注了大气污染物的浓度变化、传输路径和影响因素等。
五、不同参数化方案对模拟结果的影响通过对比不同参数化方案的模拟结果，我们发现：1. 边界层参数化方案对大气污染物的扩散和传输有着显著影响。
不同的边界层高度和湍流强度会导致大气污染物的扩散速度和传输路径发生变化。
2. 气溶胶参数化方案对大气污染物的化学转化过程有着重要影响。
不同的气溶胶成分和反应速率会导致大气污染物的化学组成和浓度发生变化。
3. 排放源参数化方案对大气污染物的来源和浓度有着直接影响。
不同的排放源分布和排放强度会导致大气污染物的浓度和组成发生变化。
六、结论与展望通过WRF-Chem模式的数值模拟，我们得出以下结论：1. 不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟结果有着显著影响。
《2024年气溶胶与东亚季风相互影响的研究进展》范文
《气溶胶与东亚季风相互影响的研究进展》篇一一、引言随着全球气候变化日益加剧，气溶胶与东亚季风之间的相互影响成为了环境科学领域的重要研究课题。
气溶胶是指大气中悬浮的微小颗粒物，其来源广泛，包括自然排放和人为活动等。
而东亚季风作为全球最重要的季风系统之一，对东亚地区的气候和环境产生深远影响。
因此，研究气溶胶与东亚季风的相互影响，对于理解区域气候变化的机制和预测未来气候趋势具有重要意义。
二、气溶胶与东亚季风的相互关系气溶胶与东亚季风的相互关系主要表现在气溶胶对季风气候的直接影响和季风气候对气溶胶的调控作用两个方面。
首先，气溶胶对季风气候的直接影响主要体现在气溶胶的辐射效应和云效应。
一方面，气溶胶能够散射和吸收太阳辐射，改变大气辐射平衡，从而影响气温和降水。
另一方面，气溶胶还能作为云凝结核，影响云的形成和演变，进而影响降水的分布和强度。
其次，季风气候对气溶胶的调控作用也不容忽视。
季风气候的强弱和变化会直接影响气溶胶的排放、传输和沉降等过程。
例如，在季风活跃期，强风和降水有利于气溶胶的扩散和清除，而在季风间歇期，气溶胶的积累和传输可能加剧大气污染。
三、研究进展近年来，关于气溶胶与东亚季风相互影响的研究取得了重要进展。
一方面，研究者们通过卫星遥感、地面观测和模式模拟等方法，深入探讨了气溶胶的来源、传输、沉降和辐射效应等过程。
例如，利用卫星遥感技术可以监测到气溶胶的空间分布和时间变化，为研究气溶胶的传输路径和影响因素提供了重要依据。
此外，地面观测和模式模拟等方法也被广泛应用于研究气溶胶的物理化学性质、光学特性以及与气候系统的相互作用等。
另一方面，关于东亚季风的研究也取得了重要进展。
研究者们通过分析历史气象数据和模拟实验等方法，深入探讨了东亚季风的演变规律和影响因素。
例如，一些研究表明，全球气候变化、海温变化、极地涡旋等因素都会对东亚季风产生影响。
此外，一些新的观测技术和模式也被应用于研究东亚季风的演变趋势和未来预测。
《2024年基于WRF-CHEM模式的连续雾霾过程数值模拟及其能见度参数化》范文
《基于WRF-CHEM模式的连续雾霾过程数值模拟及其能见度参数化》篇一一、引言随着工业化进程的加快，空气质量问题逐渐凸显，特别是雾霾天气频繁出现，对人们的生产生活带来了极大的影响。
为了更准确地模拟和预测雾霾过程，学者们采用了各种气象模型进行研究。
本文将基于WRF-CHEM模式对连续雾霾过程进行数值模拟，并对其能见度参数化进行探讨。
二、WRF-CHEM模式简介WRF-CHEM是一种集成了气象和化学过程的大气环境数值模拟模型。
该模型在WRF（Weather Research and Forecasting）模式的基础上，增加了对化学过程的模拟，从而可以对大气中的污染物进行更为准确的预测和模拟。
三、连续雾霾过程的数值模拟1. 模拟设置本研究采用WRF-CHEM模式，设置了合适的网格分辨率、物理参数化方案和化学机制等。
针对连续雾霾过程，选择了合适的时间段进行模拟。
2. 模拟结果通过WRF-CHEM模式的模拟，我们得到了连续雾霾过程的浓度分布、风场、温度场等气象化学参数。
分析结果表明，模拟结果与实际观测数据较为吻合，说明WRF-CHEM模式在模拟连续雾霾过程方面具有较好的应用效果。
四、能见度参数化探讨1. 能见度与雾霾的关系能见度是衡量大气透明度的重要指标，与雾霾的发生、发展密切相关。
在雾霾天气中，大气中的颗粒物和气态污染物会降低能见度，影响人们的视觉感知。
2. 能见度参数化方法为了更准确地描述能见度与雾霾的关系，我们采用了不同的能见度参数化方法。
通过对不同方法的比较和分析，我们发现某种参数化方法在描述雾霾天气中的能见度方面具有较好的效果。
该方法考虑了大气中的颗粒物浓度、气态污染物浓度、相对湿度等因素，能够较为准确地反映能见度的变化。
五、结论本文基于WRF-CHEM模式对连续雾霾过程进行了数值模拟，并探讨了能见度的参数化方法。
通过模拟和分析，我们得到了以下结论：1. WRF-CHEM模式在模拟连续雾霾过程方面具有较好的应用效果，可以为空气质量预测和污染源控制提供有力的支持。
《WRF-Chem模式不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟研究》范文
《WRF-Chem模式不同参数化方案对呼和浩特大气污染的数值模拟研究》篇一一、引言随着工业化进程的加快和城市化水平的提升，大气污染问题逐渐凸显，对人们的健康和生活质量产生了严重影响。
呼和浩特作为内蒙古自治区的省会城市，其大气污染问题也日益受到关注。
为了更好地理解和预测大气污染状况，本文采用WRF-Chem模式，对呼和浩特地区的大气污染进行数值模拟研究，并探讨不同参数化方案对模拟结果的影响。
二、WRF-Chem模式简介WRF-Chem模式是一种集成了中尺度气象模式WRF （Weather Research and Forecasting）和化学传输模式Chem的大气环境模型。
该模式可以模拟大气中的气态污染物、颗粒物等污染物的传输、扩散、转化和沉降等过程，为大气污染研究和防控提供有力支持。
三、研究方法本研究以呼和浩特市为研究区域，采用WRF-Chem模式进行数值模拟。
在模拟过程中，我们设置了多种不同的参数化方案，包括边界层参数化方案、云微物理参数化方案、积云参数化方案等。
通过对这些不同参数化方案的模拟结果进行比较和分析，评估各方案对呼和浩特大气污染数值模拟的影响。
四、不同参数化方案对模拟结果的影响1. 边界层参数化方案的影响：边界层参数化方案主要影响近地层的气象条件和污染物的扩散过程。
通过对比不同边界层参数化方案的模拟结果，我们发现某些方案能更好地模拟出呼和浩特的天气状况和大气污染状况，有助于提高模拟的准确性。
2. 云微物理参数化方案的影响：云微物理参数化方案主要影响云的形成和演变过程，进而影响云与大气污染物的相互作用。
我们发现，在某些云微物理参数化方案下，呼和浩特的污染物浓度得到更好的模拟效果，说明适当的云微物理参数化方案有助于提高大气污染的模拟精度。
3. 积云参数化方案的影响：积云参数化方案主要影响地表能量平衡和地表热通量的分配，从而影响大气的垂直运动和污染物的扩散过程。
通过对比不同积云参数化方案的模拟结果，我们发现某些方案能更好地模拟出呼和浩特的垂直气流状况和大气污染物的扩散过程。
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利用WRF-Chem模式模拟东亚地区气溶胶辐射反馈
发表时间：2019-01-15T09:46:31.687Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：邢立超[导读] 本文限于篇幅未做继续讨论，今后的研究可针对其对风速、边界层高度、云水含量等物理量的反馈分析，做进一步科学量化和探讨。
天津长芦海晶集团有限公司气象台天津 300450
摘要：利用在线耦合的三维大气化学传输模式WRF-Chem模拟了冬季东亚地区的气溶胶辐射反馈情况。
该模式的模拟结果中，温度、相对湿度、风速等值都和地面观测有较好的对应关系，可较好地反应该区域的气象要素特征。
针对大气污染物的模拟，结果可见PM2.5的高值区主要集中在中国东部地区，包括长江中下游平原和华北平原，另外四川盆地的颗粒物浓度也较高。
本研究还对比了开关气溶胶辐射反馈的两个数值实验，发现东亚地区由于PM2.5导致的地表短波辐射接收量减少了约20-45W/m2，其中降幅最大的是京津冀区域、四川盆地及华中平原区，这与颗粒物浓度的高值区是相对应的。
由于气溶胶气候效应导致的温度、相对湿度变化分别达到-0.6℃和6%，增加的湿度导致颗粒物的吸湿增长，其质量浓度会对应升高。
该结果定量描述了该地区由于气溶胶辐射反馈造成的近地面温度湿度变化，并分析了其可能存在的正反馈机制。
关键词：东亚地区；大气化学模拟；WRF-Chem；辐射强迫；气候效应
1.引言
大气气溶胶研究作为大气科学研究的重要组成部分，近年来越来越受到国内的重视。
大气气溶胶不仅导致大气污染[1]，产生严重的雾、霾天气，也会通过影响云微物理过程，影响全球气候，同时也能更可以通过改变气候系统的辐射通量来影响气候[2-3]。
同时，气象要素也会影响气溶胶的粒径分布[4]、浓度的时间分布特征[5]、空间上的水平[6]和垂直分布[7]等，已成为大气科学领域的一个研究热点。
气溶胶对气候的影响，最主要还是体现在气溶胶的直接、间接效应上。
气溶胶的直接效应是指气溶胶对太阳辐射（即短波辐射）有一定的散射（或吸收，取决于气溶胶的种类），则对大气有一定的冷却（或加热）。
这是由气溶胶本身的光学特性导致对辐射的影响，进而影响全球气候。
气溶胶的间接效应主要是指由气溶胶影响云的反照率、云中粒子尺寸、浓度和云的生命时间，从而造成对气候的影响。
气溶胶的间接效应必须通过影响云的微物理而影响气候，直接效应则为气溶胶直接对辐射产生影响。
除以上两大类气候效应之外，气溶胶还可能通过其他效应影响气候。
由于人为活动而导致的气溶胶浓度改变，从而影响气候要素的现象，已经被很多研究证实。
在中国东部高污染地区，短期气溶胶浓度的升降，会对气候有很大影响。
东部地区的气溶胶气候效应已有较多研究，而目前还缺少利用在线耦合的WRF-Chem使用准确的区域人为源清单对气溶胶气候效应的系统模拟。
本研究中，针对目前对中国地区气溶胶气候效应的模拟研究的空白，对由于高浓度气溶胶产生的辐射强迫、近地面温度、相对湿度等的变化进行系统的分析。
其中人为源排放部门的排放进行了系统性的数据更新，根据实地调研数据和本地反馈的点源数据，更新了民用源部门的排放在取暖季的月分配系数曲线，此更新对更为精确的冬季空气质量模拟具有积极意义。
本文的章节组织结构如下：第二章介绍所用的模式的输入数据来源、模式配置等；第三章着重分析模式模拟结果的可靠性，与地面观测的气象要素资料和大气重要成分观测资料进行比对的结果；第四章主要是通过对比不同实验的结果，对该时间段东亚地区气溶胶气候效应造成的温度、湿度等量的变化做出分析和物理机制的初步讨论；第五章对该研究中目前存在的不足做出探讨，并对接下来可做的研究做出更细的梳理。
2.模式配置
本文中采用的是三维大气模式WRF耦合化学模块Chem进行的模拟。
之所以选择该模式，一是由于该模式对气象要素的模拟效果较好。
二是由于该在线模式中体现了气溶胶气候效应，相关研究应用广泛。
本文模拟时间段为2014年1月，选取的模拟区域包括了东亚大部，水平分辨率为36km，垂直分为从地表1000hPa到10hPa共26个等压层。
模拟中利用的气象输入场的数据来自NCEP FNL水平分辨率1°的数据集，同时更新了海温输入。
沙尘是根据起沙系数、风速和地表湿度、粗糙程度等计算所得，而海洋源排放对本区域冬季模拟影响不大，故未做考虑。
为分析气溶胶对各类气象要素的变化，本研究中开展了两组对比实验的模拟。
第一个实验中，较为完整地考虑了气溶胶对辐射强迫、云反馈等的影响，称之为基准实验；第二个实验中，将气溶胶的气候效应在模拟中关闭，即气溶胶对所有气象要素的影响不予考虑，称之为对比试验。
两者模拟的差异即反映了气溶胶对各类气象要素的影响。
3.模式效果评估
3.1 气象要素模拟结果统计分析与评估
该模式在以往的研究中，利用上述相似的配置，对东亚地区的模拟表现出了较高的可靠性。
本文中的模拟结果通过对NCDC（National Climate Data Center）的地面观测数据进行比对后，统计结果如表1. 当模拟中考虑了气溶胶辐射反馈，模拟的总体结果可以较好的反应出该月这一时间段内东亚地区的各类气象要素。
细分到各类气象要素可见，地表两米温度的相关系数超过了0.98，湿度相关系数也在0.47左右。
对风的模拟偏高约1m/s，这主要是由对地表的摩擦和拖曳效果的低估导致的。
表1 考虑气溶胶反馈的情形下的各气象要素的模拟效果统计分析
模拟得到的六种关键组分的浓度与地面观测数据相比，可吸入颗粒物和细颗粒物的浓度与观测的相关性较好，达到了0.67左右。
同时对NO2和臭氧的模拟效果也较好，相关系数达到了0.5左右，但有2%-12%的高估。
总体而言，结果较好的反应了该月污染物浓度的整体状态，模拟结果的可靠性较高。
4.气溶胶对各气象要素的影响
通过将基准实验和对比实验的结果做对照，发现两者结果中辐射要素、温度、湿度的模拟结果均有一定的差异。
散射性气溶胶对太阳向下短波辐射有加强反射和散射的作用，从而降低地表接收到的短波辐射。
模拟得出2014年1月期间气溶胶对短波辐射的影响最为集中的地区为中国的江汉平原和四川盆地一带，其中四川盆地地区由气溶胶造成的短波辐射接收减少了超过45W/m2，为该区域该时间段内的最大值。
整个中国东部地区接收短波辐射的减少量都在20~30 W/m2范围内，这与气溶胶浓度的高值区有很好的对应关系。
另外由于在冬季我国南方地区日照时间长于北方，因此气溶胶浓度相当时，对短波辐射的影响更大的集中在南方地区。
图1 东亚地区2014年1月由气溶胶造成的短波辐射接收减少量（单位W/m2）
图3 东亚地区2014年1月由气溶胶造成的地表相对湿度差异（单位：%）
气溶胶浓度的变化对辐射的影响还体现在对地表温度的调整上。
由于气溶胶影响了接收短波辐射的量，对应地区的地表温度也出现了偏低0.6℃左右的情况，最高值仍然出现在四川盆地，其他影响较大的地区还有华北中部、江淮流域以及江汉平原附近。
对地表相对湿度的分析表明，上述接收短波辐射较小的地区，2m温度的降低直接导致2m相对湿度偏高3~6 %，这一变化会使得对应垂直层次的颗粒物产生了吸湿增长效应，进一步导致颗粒物质量浓度增加，一定程度上加剧了边界层内低层的大气污染。
5.总结与讨论
通过利用在线耦合三维大气环流模式WRF-Chem，利用更新版MEIC人为源排放清单及NCEP 提供的FNL再分析资料作为排放输入和气象场输入，对模式在2014年1月的表现进行了评估，并对其在东亚地区可反映的气溶胶辐射反馈进行了模拟。
初步结果显示该模式在该种配置下，对温度、湿度、风速等气象要素，以及主要大气污染物组分均有较好的模拟效果，统计结果显示其水平达到或超过了前人的研究结果。
对该月的气溶胶气候效应的模拟显示，气溶胶增强短波辐射的反射和散射，其影响最高可达到45W/m2以上，最高值出现在四川盆地地区，这与污染物浓度的高值区域有较好的对应关系，同时因我国南部地区在冬季日照时间长于北方，导致对短波辐射的影响量级大于北方地区。
对近地面气温的影响也集中在四川盆地以及我国江淮流域等浓度较高的地区，且气温的下降导致了对应高度的相对湿度增加，这一变化也加强了大气中颗粒物的吸湿性增长过程，从而加剧了污染。
实际上，由于气溶胶本身存在更多的云微物理过程反馈，其对局地云量、云高和边界层内的物理化学过程的影响也应多加关注。
本文限于篇幅未做继续讨论，今后的研究可针对其对风速、边界层高度、云水含量等物理量的反馈分析，做进一步科学量化和探讨。
参考文献：
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