气溶胶与气候变化  070602M04003H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:廖宏,韩志伟
授课时间: 星期一,第5、6、7 节
授课地点: 教二楼434
授课周次: 1、2、3、4、6、7、8、10、11、12
授课时间: 星期三,第5、6、7 节
授课地点: 教二楼434
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、10、11
课程编号: 070602M04003H 课时: 60 学分: 4.00
课程属性: 专业核心课 主讲教师:廖宏,韩志伟 助教:符瑜
英文名称: Atmospheric Aerosols and Climate Change 召集人:

教学目的、要求

本课程是面向大气科学、环境学、气候等学科的研究生基础课,旨在帮助可能在未来从事涉及气候、环境问题的科学研究、高等教育、公益事业的研究生准备基础知识,掌握气溶胶形成化学物理机理,了解其光学特性及气候效应,学习数值模式和模拟方法,启发学科交叉创新思维。

预修课程

大气动力学、大气物理学

教 材

(1)	John. H. Seinfeld, and Spyros. N. Pandis: Atmospheric Chemistry and Physics:From Air Quality to Climate Change, Second Edition, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2006.
(2)	大气环境化学(张远航等)

主要内容

第一章:气溶胶及其前体物的排放源
(1)	大气痕量成分简介 (1-2 学时)
硫化物、含氮化学物质、 含碳化学物质、臭氧、气溶胶
(2)	大气气溶胶  (3-4 学时)
平流层气溶胶;对流层气溶胶;云凝结核;气溶胶颗粒大小
(3)	气溶胶及其前体物的主要排放来源 (5-6 学时)
人为源及自然源(BVOCs,沙尘,海盐等)

第二章:气溶胶的化学形成机制
(1)	气态大气化学及气溶胶前体物 (7-8 学时)
OH、NOx-O3-NMVOCs、BVOCs
(2)	硫酸盐-硝酸盐-铵盐气溶胶   (9-10 学时)
硫酸盐气态形成过程、水相化学反应
气-粒转换、气溶胶热动力学平衡
沙尘气溶胶表面的非均相化学反应
(3)	黑碳和有机碳气溶胶 (11-12 学时)
(4)	二次有机气溶胶  (13-14 学时)
人为源及自然源、化学形成过程机理

第三章:气溶胶的光学特性
(1)	气溶胶粒径分布及吸水性  (15-16 学时)
(2)	Mie理论 (17-18 学时)
(3)	气溶胶光学厚度 (19-20 学时)
(4)	单次散射反照率 (21-22学时)
(5)	地面及卫星观测的气溶胶光学特性 (23-24 学时)

第四章:气溶胶的辐射强迫
(1)	大气辐射传输方程 (25-26 学时)
(2)	辐射强迫概念:气溶胶-辐射相互作用、气溶胶-云相互作用 (27-28 学时)
(3)	各种气溶胶辐射强迫的量级及空间分布特点 (29-30 学时)
(4)	地表和大气顶端辐射强迫 (31-32学时)

第五章:气溶胶的直接气候效应
(1)	环流、温度、云和降雨等对气溶胶直接辐射强迫的响应 (33-34学时)
(2)	全球气候模式模拟直接气候效应时海温的处理 (35-36学时)
(3)	区域气候模式模拟直接气候效应时排放源和边界条件的处理 (37-38学时)

第六章:气溶胶的间接气候效应
(1)	基于统计关系的云特性表达 (39-40学时)
(2)	基于气溶胶微物理机理的云特性表达 (41-42学时)
(3)	地基、飞机及卫星观测到的云特性 (43-44学时)
(4)	环流、温度、云和降雨等对气溶胶间接辐射强迫的响应 (45-46学时)

第七章:气溶胶-气候相互作用
(1)	气候变化对自然源排放的影响(47-48学时)
(2)	气候变化对化学反应的影响(49-50学时)
(3)	气候变化对气溶胶主要物理过程的影响 (51-52学时)
(4)	气候模式中气溶胶-辐射-气候的双向耦合(53-54学时)
(5)	大气环境-气候双赢的减排策略:短寿命化学物质减排 (55-56学时)

最新研究进展介绍 (57-58学时)

参考文献

(1)	Daniel J. Jacob: Introduction to Atmospheric Chemistry, Princeton University Press, 1999
(2)	IPCC, 2014. Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report (AR5), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. www.ipcc.ch/report/ar5/ 
(3)	 K.N.Liou(廖国男),大气辐射导论,气象出版社