夏季东亚地区AOD与地面太阳辐射变化的联系及季风环流异常:季节趋势影响

摘要

利用2000-2013年MODIS-Terra卫星产品提供的气溶胶光学厚度(aerosol optical depth, AOD)资料及NCEP/NCAR再分析资料集,使用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法,分析了夏季东亚地区AOD与到达地面太阳辐射(downward solar radiation flux,DSRF)相联系的主要模态,并分析了其与夏季风变化的关系.夏季多年平均的AOD分布显示,在东亚地区存在两个AOD大值区(＞0.9),分别位于山东、河南、河北交界处附近以及苏中部分地区.而在福建、台湾及其附近洋面上,夏季AOD的值小于0.4.地面太阳辐射总体上呈现出由南往北递增的分布.比较发现,AOD与地面太阳辐射的气候分布较为相似.在保留季节趋势的情况下,运用SVD方法对两者进行分解,结果表明东亚地区AOD与地面太阳辐射表现出较好的正相关关系.由于相对于年际变化而言,季节趋势是更为主要的部分,因而这种同相关系可归因于季风活动的季节性进程.利用SVD1左场时间系数进行相关分析发现:6月(2013年除外),当中国东部气溶胶AOD大而地面太阳辐射亦大时,在中国东南部以及日本岛南部地区,由于气流辐合增强和存在较强的上升运动,降水偏多,而由于副高位置偏南,使得中国中东部偏北地区水汽供应偏弱,降水偏少.由于地面净太阳辐射增强,华北部分地区异常增暖.8月,大陆上空AOD为负(时间系数为负),地面太阳辐射减少,北方降水增多而南方降水减少,华北地区有一小范围的异常降温.上述结果表明北方气溶胶明显偏少时,云量增加,降水将增多,且辐射明显减弱;说明夏季风的季节进程对气溶胶、到达地面的太阳辐射变化等具有重要影响.