赵纯教授团队在气溶胶对东亚夏季风影响研究方面取得重要进展
近日，中国科大地球和空间科学学院大气科学专业赵纯教授团队在利用数值模拟研究气溶胶对东亚夏季风（EASM）影响方面的工作取得新进展，相关研究以The sensitivity of simulated aerosol climatic impact to domain size using regional model (WRF-Chem v3.6)为题发表于国际知名期刊Geoscientific Model Development中（IF=6.1）。硕士研究生王晓东为本文第一作者，赵纯教授为通讯作者。
气溶胶指气体中的固态或者液态颗粒所组成的相对稳定的悬浮物，作为气候变化的强迫因子之一，其对地球总辐射强迫的估算具有很大的不确定性。气溶胶通过影响云和辐射物理过程，进而影响了大气环流和降水特征。东亚地区尤其是中国近几十年的高速发展，人类活动产生的气溶胶成为东亚气候和天气变化的重要影响因子，吸引了众多科学人员对其开展研究。大气数值模拟是研究该科学问题的重要方法，被广泛应用。然而利用大气模式研究气溶胶效应时，模拟区域的大小对于模拟结果的影响却少有探讨。本文就此分析了气溶胶对东亚夏季风期间大气环流和降水的影响的数值模拟结果对模式区域设置大小的敏感性。
本研究利用中科大版本的WRF-Chem，设置了大小两个模拟区域（图1），通过调整人为源排放，研究了2017年东亚夏季风期间气溶胶的影响及其数值模拟结果对模式区域大小设置的敏感性。研究发现模拟区域大小设置对模拟的背景环流场（无气溶胶效应的环流场）有着显著的影响。
在模拟区域较小时，气溶胶通过改变辐射强度和云的分布特征，使得中国上空低层大气冷却，西南季风减弱，导致不同纬度出现了下沉（上升）气流异常，这和降水减少（增加）的位置有很好的一致性。而在大区域模拟中，以上描述的气溶胶所引起的东亚夏季风环流减弱的基本机制是一致的，但是由于背景环流场的不同，气溶胶引起的降水和环流场变化位置与小区域相比，南部更加偏南，北部更加偏北。整体降水异常分布和小区域模拟类似，也呈现出“+-+-+”的模态（图2）。本研究揭示了利用区域模式开展气溶胶气候效应研究时，合适的模拟区域大小至关重要。同时指出了背景环流场的差异会导致气溶胶气候效应的模拟产生很大的偏差，值得进一步探究。
本研究得到了科技部重点研发计划(2018YFC1507400)，国家自然科学基金(42061134009, 41775146, 91837310)，中国科学技术大学统筹推进世界一流大学和一流学科建设专项资金的资助。中国科学技术大学高性能计算中心和国家超级计算广州中心天河二号为本研究提供了计算资源。
参考文献：
Wang, X., Zhao, C., Xu, M., Du, Q., Zheng, J., Bi, Y., Li, S., Luo, Y.: The sensitivity of simulated aerosol climatic impact to domain size using regional model (WRF-Chem v3.6), Geosci. Model Dev., 15, 199–218, 2022.https://gmd.copernicus.org/articles/15/199/2022/