赵树云撰稿
气溶胶是悬浮在大气中的颗粒物。在实际大气中，水汽分子之间发生均质核化所要求的过饱和度很难达到。因此，气溶胶颗粒的存在是成云致雨的必要条件。加上气溶胶本身的辐射性质以及工业快速发展过程中气溶胶的大量排放，使得气溶胶气候效应研究成为最近几十年的一个热点。我系赵树云副教授和东京大学的Kentaroh Suzuki教授近期在SCI一区杂志Journal of Climate上发表了一篇论文，探讨了两种不同种类的气溶胶（黑碳和硫酸盐）对全球及热带降水的影响。
黑碳是典型的吸收性气溶胶，而硫酸盐是典型的散射性气溶胶。性质的不同决定二者对气候的影响及影响方式上存在差异。黑碳带来增暖效应的同时造成降水减少（
）；硫酸盐带来冷却效应，也造成降水减少
）。也即，黑碳的水循环敏感系数（
）为负值，而硫酸盐的水循环敏感系数为正值。造成这种差异的根本原因是黑碳气溶胶的吸收性可以加热大气，而硫酸盐则不具备改变大气能量收支的能力。如果去掉与大气中的瞬时吸收相关的降水变化，那么两种气溶胶的水循环敏感系数就变得一致了（图1）。
气溶胶在大气中的存在时间很短，它们很难像长寿命的温室气体一样全球均匀分布，而是在北半球的含量远远超过南半球。这会改变两个半球之间的能量平衡，也最终会影响到赤道辐合带（ITCZ）的平均位置。本工作还讨论了黑碳和硫酸盐对ITCZ位置的影响机制，发现黑碳造成能量越赤道输送是从本身的瞬时吸收开始的，而硫酸盐气溶胶改变能量的越赤道输送是在气候缓慢响应的过程中通过过分抑制北半球的蒸发实现的（图2）。最终，黑碳造成ITCZ北移，而硫酸盐造成ITCZ南移。
图1 （a）降水快变化（%）与气溶胶在大气中的瞬时吸收（W/m2）以及（b）降水慢变化（%）与地表温度变化（K）之间的关系。引自Zhao and Suzuki (2019).
图2. （a）黑碳和（b）硫酸盐气溶胶引起能量越赤道输送和ITCZ移动的机制示意图。来自Zhao and Suzuki (2019).
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