亞洲大氣污染物之長程輸送與衝擊研究(第五期)-衛星反演氣膠輻射與混合效應在東南亞區域氣候影響之探討

對於氣候變遷影響，在政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)的第五次評估報告(AR5)中就針對"雲和氣膠"及"人為和自然輻射驅動力"進行探討，其中人為的輻射驅動力正持續增加中。隨著工商業發展，不同種類的氣膠大量排放到環境中，太陽輻射受到氣膠吸收或散射特性的影響，進而改變地球能量的平衡，造成全球氣候變遷。然而，對於氣膠輻射驅動力的估算目前仍有極大的不確定性，氣膠對輻射驅動力的影響複雜，主要受氣膠的種類、濃度、尺寸、輻射(吸收及散射)等特性所影響。而研究指出，在大氣環流及氣候模式中必須要考慮氣膠參數，以獲得較為合理及準確的結果，因此提供更準確的氣膠反演參數是本計畫之重要工作項目之一。大氣氣膠隨環流傳送的過程中很容易與區域性的氣膠混合，混合前後的輻射特性亦將隨之而變，不但增加氣膠參數反演的誤差，同時亦將造成大氣環流或氣候模式在輻射傳送能量計算上之不確定性。因此，如能提供正確的氣膠及大氣參數條件，將可提升大氣環流模式輸出結果之準確度，由此可見正確氣膠參數之重要性，尤其在常見的氣膠混合情況。目前，藉由前期計劃的執行，應用衛星遙測技術在氣膠辨識與氣膠混合的研究已獲得初步的成果，本計畫的目標主要為探討各類氣膠在自然混合前後光學與輻射效應的差異，進而進行模擬評估氣膠輻射驅動力對於區域氣候變化的效應，期能藉由衛星觀測發展東亞及東南亞地區近即時的氣膠種類、參數、空氣品質報告與輻射驅動力的監測模式，提供相關子計劃之研究參考。計畫共分三年執行，第一年持續優化氣膠種類辨識的方法，並建立沙塵-煤煙-硫酸鹽(人為汙染)三模組的氣膠混合模式以反演得到更準確的氣膠參數；針對中國日亦嚴重的霾害，預期可利用衛星資料結合準確的氣膠參數與種類辨識反演得到大範圍的PM2.5 分布，作為發布空品警告之參考。第二年利用輻射傳送模式估算各類氣膠在大氣層頂、地表和大氣的輻射效應，並分析各氣膠種類及混合氣膠之輻射驅動力。最後，於第三年將整合合前兩年氣膠參數與輻射驅動力的結果，結合氣候模式探討氣膠在東亞、東南亞地區於降水分布與氣溫變化之影響。