第七届青年地学论坛

        大气中气溶胶和云的相互作用显著地影响着全球的气候，贡献了气候模型中最大的不确定项。对流层大气中，混合相云中的冰态水在-36至0°C的温度以异质核化的方式生成，这是一种非常重要的气溶胶和云的相互作用方式。沙尘是一种非常有效的冰核，在北半球的低纬和中纬地区广泛地存在。
        2012年12月至2013年12月期间，我们利用偏振激光雷达观测到了26例武汉上空与平流输送而来的沙尘层有关联的中高度云层（2-7km）。此外，还有另一台斜射偏振激光雷达用于排除水平排列冰晶事件对云相态判定的干扰(He et al., 2021a)。大部分的事件出现在冬季。这些云大多出现于沙尘层的顶部，且云和沙尘相接触的高度出现在4-7km。沙尘层的消光系数为7-89 Mm^-1，沙尘质量浓度为6.27-154.79 μg•m^-3，沙尘层的粒子退偏比为0.10-0.43。根据云的相态和演化过程，我们发现所有事件可以分为三类：（1）过冷液水云长时间地存在，却并没有发生结冰（6例）；（2）先出现了过冷液水云，然后在其与沙尘接触的边界开始发生结冰（9例），此类事件表明发生了immersion freezing；（3）只观测到单纯的冰云，且之前并未观测到过冷液水的阶段（11例），此类事件暗示发生的是deposition freezing。发生异质核化形成冰的云（后两类），其云顶温度为−38.5至−18.3°C；当云顶温度高于-15°C时，未能发现任何的云层结冰现象。这与Ansmann et al. (2008) 在临近撒哈拉沙漠的摩洛哥的观测结果基本一致，却与Sassen et al. (2003)在美国佛罗里达观测的撒哈拉沙尘跨大西洋传输以及Seifert et al. (2010)在德国莱比锡观测的撒哈拉沙尘跨地中海传输后，沙尘引起混合相云中冰晶生成所需温度不同。该结果表明，即使已经历了数千公里的长距离输送，武汉上空的沙尘颗粒的冰核化效率相比源区的纯沙尘并未出现明显的变化(He et al., 2021b)。
 

沙尘,异质核化,偏振激光雷达