5月10日，中國科學院遙感與數字地球研究所作為第一和通訊單位，在國際期刊《美國氣象學會通報》（BAMS）上發表研究論文《中國整層大氣氣溶膠光學、物理、化學和輻射特性綜合研究：太陽-天空輻射計觀測網絡（SONET）觀測總述》（
Comprehensive Study of Optical, Physical, Chemical, and Radiative Properties of Total Columnar Atmospheric Aerosols over China: An Overview of Sun–Sky Radiometer Observation Network Measurements）。這是首篇系統介紹中國區域整層大氣氣溶膠光學、物理、化學、輻射綜合特性長期觀測數據以及氣候學統計分析結果的研究論文。相關工作是基於中科院太陽－天空輻射計觀測網（SONET，http://www.sonet.ac.cn）長期觀測獲得的重要基礎性研究成果。合作研究者來自國家衛星海洋應用中心、南京大學、中山大學、中科院地球環境研究所、浙江省舟山市海洋環境監測站、中科院上海技術物理研究所、中科院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所、成都信息工程大學、黑龍江大學、中科院遙感地球所喀什衛星接收站、中國資源衛星應用中心和西藏大學等10餘家單位。
氣溶膠在地球輻射能量收支平衡和全球氣候變化中起關鍵作用，被認為是全球氣候變化評估中最大的不確定性因素（IPCC）。由於氣溶膠成分複雜、時空差異性大，迫切需要增加對其的觀測和了解。目前，中國地區的長期觀測仍十分缺乏，特別缺少綜合考慮“光學–物理–化學–輻射”參數的氣候學分析結果。針對這一基礎性挑戰，遙感地球所研究團隊聯合國內外多家機構，經過長期的努力，在突破測量、定標、反演和質控等關鍵技術的基礎上，建立了中科院氣溶膠遙感地基觀測網及數據處理系統和發佈平臺，開展中國地區整層大氣氣溶膠綜合特性長期觀測，服務於氣候變化評估、衛星產品驗證、大氣環境汙染等科學研究。
此項研究工作基於SONET 2010至2016年中國區域16個觀測站點（北京、哈爾濱、民勤、張掖、喀什、拉薩、三亞、海口、廣州、舟山、上海、合肥、南京、成都、嵩山、西安）的連續數據，系統分析了大氣整層氣溶膠的光學（氣溶膠光學厚度、AE指數、細模態比例、單次散射反照率）、物理（粒子譜分佈）的時空分佈及氣候學特徵。論文評審專家認為這是中國整層氣溶膠綜合氣候學特性觀測研究的里程碑性重要進展。
這是首次基於遙感方法提供中國區域氣溶膠化學成分（黑碳BC、棕色碳BrC、粗粒子CM、散射性細粒子FS、顆粒物含水AW）的試驗性產品。與傳統的氣溶膠化學成分離線採樣或在線分析技術相比，遙感方法首次獲得了中國重點區域整層大氣氣溶膠成分含量，這是全球變化研究關注的重點問題。
此項研究在獲得自洽物理和化學成分參數的基礎上，得以精確評估中國重點區域的氣溶膠輻射效應（直接輻射強迫和輻射強迫效率），以及其對氣候變化的影響。研究成果加深了對中國氣溶膠性質特徵的認識與理解，對中國氣溶膠特性建模、衛星遙感產品真實性檢驗、改進氣溶膠環境、氣候效應評估等工作提供重要科學支撐。
論文第一作者為遙感地球所研究員李正強，共同通訊作者為副研究員許華。該工作得到了國家重大科學研究計劃（2016YFE0201400）、國家自然科學基金（41671367和41671364）等項目的支持。
圖1 太陽-天空輻射計觀測網SONET長期站點分佈圖
圖2 粒子體積譜分佈的全年變化（多年平均）。縱座標為半徑，橫座標為月份，顏色表示體積濃度（μm3/μm2）
圖3 氣溶膠成分（黑碳、棕色碳、粗粒子、散射性細粒子、水分）質量濃度（mg/m2）（多年平均）
圖4 晴空短波（0.3~2.8μm）日均氣溶膠輻射強迫（RF）和氣溶膠輻射強迫效率（RFE）（多年平均）
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