南京大学：温室气体增暖效应或被严重低估

最近，南京大学大气与地球系统科学教育部国际合作联合实验室的中外团队在气溶胶间接气候效应研究方面取得了突破性进展。研究结果以“气溶胶驱动的液滴浓度”和“海洋低层云的水”的形式发表在《科学》杂志上。结果表明，在给定的气象条件下，云凝结核(CCN)的变化通过影响云水的路径和体积，可以解释海洋低云辐射强迫的大部分变化(75%)。这表明CCN对海洋低云辐射强迫的影响在以前的研究中被严重低估，这也意味着温室气体的变暖效应在以前的研究中可能被严重低估。这些结果提高了对现有人类活动引起的气候变化研究的认识，对预测未来气候变化也具有重要意义。

气溶胶粒子作为云凝结核引起的云辐射强迫的变化是人类活动引起的辐射强迫的重要组成部分，也是气候评估中最不确定的项目。鉴于海洋低云对入射太阳辐射的显著反射和冷却作用，了解气溶胶粒子如何影响海洋低云的性质，进而影响海洋低云的辐射强迫，对于了解地球系统的能量收支和气候变化具有重要意义。以前研究中使用的基于卫星观测的气溶胶光学信号(例如光学厚度或气溶胶指数)是一种研究气溶胶-云相互作用的方法，因为由于反演技术的限制，很难真实地表示进入云的CCN浓度，并且不能测量清洁大气中的CCN浓度。此外，如何区分CCN和气象要素对云的影响是这类研究的另一个难点。针对这两个难点，研究人员提出了一种新的方法:通过新开发的云液滴数浓度(Nd)和云底上升速度(Wb)反演方法，得到了相应的云底过饱和下的CCN浓度，巧妙地解决了早期利用气溶胶光学信号研究气溶胶-云相互作用的难题；通过根据气象要素对云进行分类，然后研究CCN对每一类云的影响，有效地消除了气象要素的干扰。

图1。北美西部太平洋的卫星图像。

颜色表示云滴的浓度，单位为立方厘米。通过观察云滴浓度的分布，可以很容易地识别船舶排放的尾流。当每立方厘米云滴数大于50时，降水受到抑制，云覆盖面积变大。然而，在船舶排放尾流的交汇处，云滴的浓度和云的面积较大，由小云滴组成的较大云层使更多的太阳能反射回空间。

研究工作由以色列希伯来大学丹尼尔·罗森菲尔德教授牵头，由陕西省气象研究所朱延年博士、南京大学王明怀教授、马里兰大学郑有通博士、德国莱比锡大学汤姆·戈兰博士和浙江大学余绍才教授等国内外学者共同完成。论文的合著者是丹尼尔·罗森菲尔德教授和朱延年博士，合著者是丹尼尔·罗森菲尔德教授、王明怀教授和余绍才教授。大气与地球系统科学国际合作联合实验室为中外团队的学术合作与交流提供了重要的平台和支持。丹尼尔·罗森菲尔德教授是南京大学大气科学学院的兼职教授，也是大气与地球系统科学国际合作联合实验室学术和咨询评估委员会的成员。南京大学的王明怀教授是本文的合著者之一，也是国际合作联合实验室的主任。丹尼尔·罗森菲尔德教授多次访问国际合作联合实验室，与实验室中方成员开展学术合作，为实验室的发展提供指导。依托国际合作联合实验室，丹尼尔·罗森菲尔德教授和朱延年博士于2018年10月在南京大学举办了气溶胶云物理研讨会，旨在共同培养人才，加强双方在气溶胶云相互作用领域的合作。

图为丹尼尔·罗森菲尔德教授主持气溶胶-云-降水物理研讨会(2018年10月)(一排左二是朱延年博士，一排左三是王明怀教授，一排左四是丹尼尔·罗森菲尔德教授)

大气与地球系统科学国际合作联合实验室是南京大学教育部批准的第一个也是唯一一个国际合作实验室，是国家推进综合改革、实现国际化的重要举措。自成立以来，在教育部、南京大学、赫尔辛基大学和江苏气候变化合作创新中心的支持下，取得了一批前沿科研成果。气溶胶间接效应合作研究的突破，体现了国际合作联合实验室在促进学术合作与交流方面的重要作用，是积极开展卓有成效的国际合作、扩大国际影响的典范。

图为2018年10月大气与地球系统科学教育部国际合作联合实验室学术与咨询评估委员会会议(第二排王明怀教授，右侧第三位；右边第四个是丹尼尔·罗森菲尔德教授)

相关论文信息:daniel rosenfeld * #，yannianzhu #，minghua iwang *，you，tomgoren，邵*，2019。气溶胶驱动的液滴浓度控制着海洋低空云的覆盖范围和水体，《科学》，2019年1月17日，第363卷，第6424期。Doi:10.1126/science.aav0566。

(大气科学学院大气和地球系统科学国际合作联合实验室科学技术部)