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“南赫大讲堂”第九期圆满举行:聚焦气溶胶气候效应与深海动力过程

作者: 发布日期:2026-05-23 浏览量:

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2026年5月22日下午,由南京大学南赫学院主办的“南赫大讲堂”系列讲座第九期(ISSUE 009)在南京大学苏州校区苏教-B106顺利举办。本期讲座聚焦气溶胶辐射气候效应、深海环流变化等地球系统科学前沿领域,特邀北京大学物理学院博雅特聘教授李婧与河海大学海洋学院程旭华教授作专题报告。两位专家分别围绕气溶胶吸收散射的气候效应与卫星反演、海底压强与深海环流变化机制两个关键科学问题展开深入分享,现场交流热烈、学术氛围浓厚。

讲座伊始,南赫学院院长丁爱军教授主持讲座并致开场辞。丁院长对两位专家莅临交流表示热烈欢迎与衷心感谢。他指出,大气溶胶吸收散射及其气候效应研究是认识大气成分变化、辐射收支调节和区域气候响应的重要方向;而深海动力学与海底压强研究则是理解海洋环流变化、海气相互作用及气候系统长期演变的重要基础。两场报告都面向地球系统科学中的关键过程与前沿问题,希望全院师生以此次讲座为契机,强化交叉融合思维,深耕前沿研究领域。

主题演讲一:气溶胶吸收散射的气候效应与卫星反演


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李婧教授围绕气溶胶单次散射反照率(SSA)的物理意义、长期变化及气候效应展开报告。她首先指出SSA是描述气溶胶吸收-散射性质的核心参数,其对气溶胶辐射强迫不确定性的贡献可超30%,超过气溶胶光学厚度(AOD)等常用参数。结合地面观测、再分析资料和模式敏感性试验,李婧教授介绍了SSA长期变化的全球趋势格局,并进一步展示了SSA变化对中国东部地表太阳辐射增加、印度北部恒河平原变干、北半球哈德莱环流增宽以及全球温度、降水和环流模拟改进等的影响,强调气溶胶成分和性质的变化有时比总量变化更能改变区域环流和水循环。

在卫星反演方面,李婧教授指出现存卫星资料可能存在系统性偏差,其团队利用站点覆盖更广的地面能见度资料,结合卫星辐亮度、反射率及水汽、气压等辅助信息,采用随机森林方法建立与地面光度计SSA观测之间的关系,在月尺度和季节平均尺度上取得较好验证效果。为进一步增加观测信息量,报告介绍了基于POLDER和DPC等偏振多角度观测的物理反演方法,通过辐射传输正向模拟和最优化过程同时约束AOD、SSA与地表反射特性,并利用深度学习模型提升大范围反演效率。最后,李婧教授介绍了基于集合卡尔曼滤波的数据融合思路,将地面观测、再分析资料及卫星产品融合,借助空间相关性扩展站点信息,持续提升全球SSA数据集的覆盖度和质量。

主题演讲二:海底压强与深海环流变化机制


程旭华教授以海平面变化和海底压强观测为切入点,系统介绍了利用海底压强理解海洋多尺度动力过程的创新研究进展。他指出,从全球平均看海平面变化主要由海水热膨胀、陆地冰质量变化和陆地水储量变化共同驱动;而到区域尺度,还必须考虑海平面指纹效应、冰川均衡调整、陆地沉降以及海洋动力过程。程旭华教授进一步说明,海底压强反映的是水柱质量再分配,与海表高度变化相互补充:在高纬深海、陆架浅海和边界海等区域,海底压强在季节到年际尺度上往往成为理解海平面变化和底层流场的重要变量。

围绕海底压强的动力机制,程旭华教授重点讲解了表层风场如何通过艾克曼辐合辐散、正压响应和地形约束改变海水质量分布,并沿等行星位涡线传播,从而形成海底压强异常和深层流场变化。他结合简化两层模式和观测资料说明,真实海底地形会显著改变海底压强的空间结构和时间演变,正压过程在许多区域占主导,斜压过程则在较长时间尺度和复杂地形区逐渐显现。

报告进一步介绍了GRACE卫星重力资料在诊断南极绕极流、南极底层水及北太平洋下层绕极深层水输运中的应用,指出在深海直接观测稀缺的情况下,海底压强可为追踪深层水团路径和输运变化提供重要线索;以北太平洋下层绕极深层水为例,其输运变化主要受OBP项控制,年际模态分别与ENSO和Victoria模态相关风场有关。与此同时,程旭华教授也指出,卫星重力反演依赖GIA等订正模型,相关不确定性可能影响长期趋势判断,需要结合物理机制、数值模式和有限断面观测进行约束和评估。

互动问答环节

互动问答环节,与会师生围绕报告内容踊跃提问,就SSA长期趋势在不同资料中的差异、反演中气溶胶垂直分布结构、激光雷达与被动卫星资料的融合潜力、飞艇搭载观测设备对垂直廓线资料的价值、南亚地区SSA变化对变干趋势和动力场的影响、哈德莱环流增宽的区域差异及模式试验设计、不同减排措施下气溶胶种类变化对SSA和环流的影响等问题与李婧教授深入交流。针对程旭华教授的报告,师生进一步围绕北太平洋下层绕极深层水年际输运变化、深层水团来源、海底压强项贡献分析,以及资料和模型不确定性等问题展开讨论。两位专家结合前沿研究与科研实践经验逐一细致解答,现场讨论深入、氛围热烈,进一步深化了师生对大气气溶胶辐射效应与卫星遥感反演、深海动力过程的理解。

总结

从气溶胶吸收散射特性和卫星反演方法,到物理海洋学中的海底压强诊断和深海环流机制,本次“南赫大讲堂”多层次展示了地球系统科学领域的前沿进展。报告不仅拓宽了在场师生的学术视野,也生动体现了大气科学、遥感科学与物理海洋学深度融合的广阔前景。在热烈的掌声中,本次讲座圆满落幕。

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