第一届未来大气科学论坛

爱根核模态粒子在大气气溶胶中占比较高，且对光学特性有重大影响，在气候变化中扮演着重要角色。传统的气溶胶模型假定气溶胶粒子为球形或其他几何规则形状，最终能见度模拟结果与观测有很大偏差。本研究首先模拟了人为过程中爱根核粒子通过单体随机扩散和聚集形成团簇的物理过程，运用分形几何数学方法分形了这些粒子的非整数维数特征，并验证了其与观测的吻合性。进一步建立了分形气溶胶团簇模型（FACM），得到了基于分形粒子几何结构的气溶胶浓度与光学/空气动力学等效粒径，进而形成了新的气溶胶光学特征参数化方案。进一步FACM耦合到WRF-Chem中，对2018年11月中国北方严重雾霾事件进行了FACM方案的敏感性实验。模拟与对照组近地面PM2.5浓度与均与观测值相似。但是，实验组的消光系数更大，大气能见度更低，并且与观测更加吻合。最终认为考虑爱根核模态气溶胶粒子分形团簇特征的模以后就结果中大气能见度的平均模拟误差仅为对照组的30%左右，结果有明显改善。同时，实验组将WRF-Chem模式对于陆地表面短波辐射量的模拟误差减少了40 W/m²左右。

爱根核粒子；分形团簇；大气能见度；WRF-Chem; 气溶胶辐射强迫