科學家提出探索太陽輻射“變暗”原因的新視角

　　作為地球上所有生命的初級能量來源，太陽輻射深刻地影響著大氣、水循環及生態系統。在青藏高原上更是如此，更稀薄、潔凈的空氣以及更低的水汽含量使得其接收到了更多的太陽輻射，成為地表能量預算中最重要的一部分，深刻地影響著冰凍圈。

　　有研究表明，自上世紀五十年代以來，世界大部分地區的太陽輻射出現了下降趨勢，即所謂的“全球變暗”的現象。該現象持續了數十年，在1990年之后宣告終結，日趨明亮（M.Wild等 2005）。這樣的扭轉過程并未在青藏高原上發現，相反，其呈現出了持續的“變暗”趨勢（W. Tang 等 2011）。

　　是什么原因導致了太陽輻射“變暗”或“變亮”呢？目前，學術界并未有一致的被廣為接受的解釋，但基本上可以鎖定在大氣層，即不用考慮太陽活動、地球公轉軌道變動等影響。那么，起主導作用的是云、水汽、臭氧亦或是氣溶膠的含量變化呢？有待進一步解答。

　　中國科學院青藏高原研究所特聘教授、瑞典哥德堡大學地球科學系陳德亮課題組與國家氣候中心合作，提出了探索太陽輻射“變暗”原因的新視角，并以高原上格爾木與拉薩兩個輻射觀測站為例做了深入分析。過去的研究更多分析太陽總輻射，而該文章作者認為，結合一個分別模擬太陽直射和散射的模型以及相關的長期（太陽直射和散射）觀測可以揭露太陽輻射在大氣層中的消光過程（被吸收和散射），進而更明確影響太陽輻射變化的主導因子。具體地，該研究分析了用于模擬太陽直射和散射的輻射系數（直射系數和散射系數），該系數通過對比觀測和Solar Analyst 的模擬進行標定。盡管未能定量地回答云量變化的影響，該研究結果表明，高原大氣變濕（升溫的結果）在格爾木和拉薩分別解釋了18%和5%的太陽輻射變暗，并基本排除了氣溶膠含量變化的因素——這是因為高原上氣溶膠對太陽輻射的消光作用主要是通過散射作用，即會導致地表接收到的太陽輻射直射部分減少而散射部分增多，而觀測到的這兩部分太陽輻射都呈現了降低趨勢。

　　另外，該研究同時還為青藏高原區域高分辨率太陽輻射估算提供了基礎：考慮高原復雜的地形，與其將高原稀數分布的輻射觀測直接插值到高分辨率網格上，顯然對不受地形影響的輻射系數進行插值會有更好的效果。

　　該研究成果以林長貴（博士后）為第一作者，陳德亮為通訊作者，文章發表于International Journal of Climatology。該研究得到中科院A類戰略性先導科技專項：泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設（XDA20060401）、中國國家留學基金委、氣象行業科研專項、瑞典VR、STINT、BECC 和 MERGE 等的資助。