地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

揭示了纳布罗火山气溶胶从初始局地烟羽到形成覆盖北半球衰退层的过程

利用武汉地基偏振激光雷达观测和CALIPSO星载激光雷达数据揭示了纳布罗火山气溶胶从初始局地烟羽到形成覆盖北半球的衰退层过程。从纳布罗火山爆发到20117月上旬是气溶胶烟羽的形成期。激光雷达测得的后向散射比剖面显示,在此期间武汉上空的纳布罗气溶胶的垂直结构和强度均剧烈变化。这说明此时纳布罗气溶胶在水平方向上分布不均匀。由CALIPSO计算的平流层气溶胶光学厚度的全球分布可知,纳布罗烟羽首先随着亚洲季风反气旋的边界运动,接着随着气溶胶含量的增多,纳布罗火山气溶胶逐渐充满整个反气旋内部。这说明平流层中有二氧化硫气体转换成为了气溶胶或者有对流层上部的气溶胶被输运到了平流层。2011年七月上旬到八月中旬是纳布罗气溶胶的水平输运时期。这期间,纳布罗颗粒从亚洲反气旋内部逐渐被输运到整个北半球,武汉上空的平流层气溶胶光学厚度也快速下降。直到八月中旬纳布罗气溶胶在北半球上空形成了一片水平均匀分布的气溶胶层。2011年八月中旬至同年年底是纳布罗气溶胶的局地净化期。这期间,武汉上空的纳布罗气溶胶层呈单峰结构并逐渐衰减,对应的层光学厚度e倍衰减时间约为130天。结合武汉地基激光雷达的观测结果,将该火山气溶胶层的时间演变分为了形成期、水平输运期和局地净化期。纳布罗气溶胶的Ångström指数偏大、退偏比偏小,这说明多数纳布罗气溶胶颗粒粒径小、呈球状。由气溶胶的光学参数可估算其物理参数。计算结果表明,纳布罗气溶胶颗粒的有效半径约为0.26微米,纳布罗释放到平流层中的气溶胶总质量约为0.32 Tg

532-nm偏振激光雷后向散射信号与退偏比

 

发表文章:Zhuang and Yi* (2016), Nabro aerosol evolution observed jointly by lidars at a mid-latitude site and CALIPSO, Atmospheric Environment, 140, 106-116. http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.05.048

 

 

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