1.2.3 云和氣溶膠

大氣中的氣溶膠是由大氣介質與混合在大氣中的固態和液態顆粒物組成的多相（固、液、氣三種相態）體系，是大氣中唯一的非氣體成分，也是大氣中的微量成分，大氣氣溶膠主要源于人類活動和自然界的排放。人類活動產生的氣體可以通過化學或光化學反應轉化為氣溶膠粒子，自然界中的氣溶膠主要來源于地表、大氣自身產生和外部空間注入，其中最重要的自然源是地表源，有一些氣溶膠粒子來自地層深處，通過火山的噴發進入大氣，并且可以直接到達平流層（10～50km高度）。

大氣氣溶膠的主要組成部分是黑碳和有機碳，它們來源于燃料不完全燃燒所排放的細顆粒物和氣態碳化合物（沉積在固體顆粒物上）。黑碳氣溶膠對于太陽輻射有強烈的吸收作用，它可以吸收的波長范圍從可見光到近紅外光，其單位質量的吸收系數比沙塵高兩個量級（100倍）。因此，盡管大氣氣溶膠中黑碳氣溶膠所占的比例較小，但是它對區域和全球氣候的影響很大，大氣氣溶膠可以通過改變地球上的輻射平衡來影響地球的氣候。研究表明，氣溶膠的氣候效應可以分為直接和間接效應：直接效應就是氣溶膠通過對短波和長波輻射的散射或吸收，直接影響地氣系統的輻射平衡，其輻射強迫大小與氣溶膠的光學特性、垂直和水平方向上的分布密切相關；氣溶膠的間接效應是指通過氣溶膠改變大氣中云的微物理過程，從而改變云的輻射特性、云量和云的壽命，進而影響地氣系統的輻射平衡，并進一步影響氣候變化。云對氣候系統的影響非常復雜，一方面云可以有效地反射太陽輻射，減少地球表面接收到的太陽輻射量，起到對地表降溫的作用；同時云也會吸收這些短波輻射并產生長波輻射，又產生升溫作用。因此，云和氣溶膠對氣候系統的影響具有很大的不確定性，降低這些不確定性在氣候變化基礎科學研究中具有重要意義。