生物安全離心機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全管理系列:<生物安全實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)產(chǎn)生氣溶膠的機(jī)制淺析>、<生物安全實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)防生物污染轉(zhuǎn)頭性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)>、<生物安全實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)氣溶膠排放的防護(hù)措施>都是有關(guān)實(shí)驗(yàn)室氣溶膠的產(chǎn)生及污染和預(yù)防。

下面兩篇發(fā)表在《自然-地球科學(xué)》的文章，闡述了大氣中的氣溶膠對(duì)氣候的影響等關(guān)于氣溶膠的最新研究成果。

一、[清華大學(xué)地學(xué)系彭怡然研究組揭示全球不同區(qū)域氣溶膠影響長(zhǎng)波云輻射強(qiáng)迫的具體機(jī)理]

氣溶膠-云相互作用是氣候變化研究關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。氣溶膠的變化可以通過(guò)改變地氣系統(tǒng)的輻射通量、大氣的熱動(dòng)力狀況以及云的微物理性質(zhì)等影響冰云的云高、云量和云的生命時(shí)間。由于氣溶膠對(duì)冰云的影響機(jī)理相對(duì)復(fù)雜，在氣候模式中估算由氣溶膠引起的長(zhǎng)波云輻射強(qiáng)迫的變化仍具有很大的不確定性。

清華大學(xué)地學(xué)系彭怡然副教授研究組針對(duì)目前僅有粗略估算而缺乏明確機(jī)理的氣溶膠長(zhǎng)波云輻射影響展開(kāi)分析，通過(guò)全球氣候模式CAM5.3的一系列模擬試驗(yàn)，解釋了東南亞和亞馬遜地區(qū)氣溶膠影響長(zhǎng)波云輻射強(qiáng)迫的不同主導(dǎo)機(jī)理。

本研究在模擬試驗(yàn)中使用雙向偏輻射擾動(dòng)法，將氣溶膠對(duì)云的復(fù)雜影響拆分成四個(gè)效應(yīng)項(xiàng)，分別為RA（氣溶膠-輻射相互作用的快速調(diào)整過(guò)程）效應(yīng)、CCN（云凝結(jié)核）效應(yīng)、IN（冰核）效應(yīng)和剩余效應(yīng)。在氣溶膠影響長(zhǎng)波云輻射強(qiáng)迫的分解項(xiàng)中，CCN效應(yīng)和IN效應(yīng)尤為顯著。研究發(fā)現(xiàn)，亞馬遜地區(qū)氣溶膠引起的長(zhǎng)波冷卻主要由CCN效應(yīng)主導(dǎo)，而東南亞地區(qū)氣溶膠引起的長(zhǎng)波增暖主要由IN效應(yīng)主導(dǎo)。其中，CCN效應(yīng)主要體現(xiàn)為云凝結(jié)核的增加，使得暖云的反照率增強(qiáng)，引起地表冷卻，從而抑制了冰云部分向上發(fā)展，體現(xiàn)為大氣層頂?shù)拈L(zhǎng)波冷卻（見(jiàn)圖1）。IN效應(yīng)主要體現(xiàn)為冰核數(shù)濃度增加引起冰晶粒徑減小，小冰晶粒子的下落速度變慢，使得冰云可以維持在更高的高度，且冰云的生命時(shí)間延長(zhǎng)。

該研究揭示了CAM5.3模式中氣溶膠影響長(zhǎng)波云輻射強(qiáng)迫在不同區(qū)域的具體機(jī)理，有助于更合理地評(píng)估氣溶膠的全球氣候影響。

 二、 [清華大學(xué)地學(xué)系王勇研究組發(fā)文揭示小雨對(duì)氣溶膠長(zhǎng)期濕清除的主導(dǎo)影響]

氣溶膠粒子能反射吸收太陽(yáng)輻射，也能作為云凝結(jié)核和冰核改變?cè)品凑章屎驮粕芷凇亩?，其在大氣中的濃度影響著地球輻射能量平衡和空氣質(zhì)量進(jìn)而對(duì)氣候和環(huán)境產(chǎn)生重要影響。降水對(duì)氣溶膠濕清除是大氣中氣溶膠主要的匯過(guò)程，尤其是對(duì)于小粒子的氣溶膠顆粒。目前，全球氣候模式被廣泛用于研究氣溶膠的氣候和健康效應(yīng)。

2021年1月11日，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系王勇研究組聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多所研究機(jī)構(gòu)在《自然-地球科學(xué)》（Nature Geoscience）合作發(fā)表題為：Disproportionate Control on Aerosol Burden by Light Rain 的研究論文。該論文揭示了改進(jìn)對(duì)流參數(shù)化對(duì)降水強(qiáng)度譜以及氣溶膠濃度有深遠(yuǎn)的影響，小雨對(duì)氣溶膠濃度有與其強(qiáng)度不成比例的影響。

通過(guò)在兩個(gè)先進(jìn)的全球氣候模式（美國(guó)NCAR的CESM1.2.1模式和美國(guó)能源部的E3SMv1模式）中改進(jìn)對(duì)流模擬，小雨（1到20毫米/天）過(guò)多的發(fā)生頻率得到有效地降低（如圖2），這使得氣溶膠濃度全球性的增加，該現(xiàn)象在熱帶和副熱帶地區(qū)表現(xiàn)得尤為明顯。

在熱帶雨帶，氣溶膠光學(xué)厚度的增加可高達(dá)0.3。研究顯示，雖然小雨本身強(qiáng)度不大，但由于其高頻出現(xiàn)，依然會(huì)對(duì)氣溶膠長(zhǎng)期累積濕清除量作出主導(dǎo)貢獻(xiàn)（如圖3）。

因此，減少小雨發(fā)生頻率會(huì)導(dǎo)致氣溶膠濃度大大增加。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)理解降水對(duì)大氣中氣溶膠濕清除的本質(zhì)、氣溶膠--氣候相互作用及其氣候影響有重要的啟示意義。