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1、中国沙尘气溶胶研究新进展第31卷第3期2008年8月气象与环境科学MeteorologicalandEnvironmentalSciencesVo1.3lNo.3Aug.2008中国沙尘气溶胶研究新进展宿兴涛(中国人民解放军理工大学气象学院,南京211101)摘要:由于人类活动和气候变化的影响,沙尘气溶胶已成为一个重要的地球环境问题.近10年来,中国学者对沙尘气溶胶物理化学特性和气候效应的研究有了新的进展.前者偏重于对单次观测的研究,后者包括阳伞效应,冰核效应,铁肥料效应3个方面的研究,同时还开展了沙尘气溶胶的生态环
2、境效应研究.上述研究虽取得一定成果.但由于沙尘气溶胶研究的极大不确定性,特别是缺乏对沙尘气溶胶长期,系统的观测,仍存在一些亟待解决的问题.关键词:沙尘气溶胶;物理化学特性;气候效应;生态环境效应中图分类号:P461;P425.55文献标识码:A文章编号:1673—7148(2008)03—0072—06引言1沙尘气溶胶物理化学特性的观测研究近几十年来,随着人口的急剧增加以及人类社会经济活动的迅速发展,人类对地球环境的影响力愈来愈大.滥垦,滥牧,滥伐,滥采以及滥用水资源等掠夺性的人类活动使得地表植被大面积减少和退化,再
3、加上全球变暖引起的中国北方的气候干旱,致使沙尘暴发生频繁,严重影响人们正常的生产和生活秩序,对人类的健康也造成了严重威胁,伴随沙尘天气的沙尘气溶胶已成为一个重要的地球环境问题….世界范围内有中亚,北美,中非和澳大利亚4大沙尘暴多发区,它们大部分分布在赤道两侧副热带低纬度地区(25.S一25.N),即Hadley环流圈中下沉气流所控制的干旱气候区.我国西北地区属于中亚沙尘暴区的一部分,是全球沙尘气溶胶主要排放源地之一,源于该地区的沙尘也是全球大气气溶胶的重要组成部分.我国对沙尘气溶胶的研究虽然从20世纪70年代就已经开
4、始,但直到90年代由于沙尘暴频繁暴发对我国社会经济和人民生命财产造成巨大损失后,才引起我国政府和科技工作者的高度重视,使沙尘暴和沙尘气溶胶的研究成为热点.本文简要回顾了我国沙尘气溶胶研究工作进展,特别强调近10年来的研究成果.沙尘气溶胶的物理化学特性包括浓度,粒子谱分布(包括粒子的质量谱和尺度谱),垂直分布,光学厚度,复折射指数,单次散射反照率,吸湿率,化学成分等,是研究沙尘气溶胶气候效应的基础.1.1沙尘气溶胶物理特性的观测研究这方面的研究主要基于不同地点,不同时段和典型事件,包括沙尘气溶胶在近地面层和垂直分布特征
5、的观测研究.1.1.1近地面层观测研究近地面层的观测研究大多基于我国不同沙尘源区各测站和典型的沙尘暴事件的观测数据,少数基于全球气溶胶数据,而且偏重于对沙尘气溶胶质量浓度,粒径分布以及谱分布的分析.在沙尘气溶胶数浓度和质量浓度观测研究方面,牛生杰等叫于1996--1999年4—5月间在贺兰山地区进行了一系列观测,发现在浮尘,扬沙和沙尘暴等天气下,沙尘气溶胶的TSP(大气总悬浮颗粒物)浓度依次按约1.5倍的比率递增;沙尘天气下,沙尘粒子质量浓度越大,≥9m的沙尘粒子越多.刘立超等和刘晓云等对敦煌地区沙尘气溶胶进行了长达
6、30个月的观测研究,与牛生杰等在贺兰山地区的研究得出了相似的结论.延昊等利用塔中站收稿Et期:2008一O5—29;修订El期:2008—07～O6基金项目:国家自然科学基金项目(40675040)资助作者简介:宿兴涛(1984～),男,山东聊城人,硕士研究生,主要从事气溶胶与区域气候模拟研究.E-mail:suxingtao@sina.corn第3期宿兴涛:中国沙尘气溶胶研究新进展73的观测资料,分析得到TSP与PM..(大气飘尘质量浓度)呈现线性相关关系,PM.与能见度呈现负幂函数关系.在沙尘气溶胶粒径分布和谱分
7、布的观测研究方面,成天涛等对浑善达克地区2001年4--5月外场观测资料的分析结果表明,风速增大时沙尘粒子的增加是有选择的,不同数浓度级别的沙尘粒谱分布可用两个对数正态分布函数之和很好地描述.辛金元等¨..对这次观测结果的分析表明,腾格里沙漠气溶胶粒度谱分布基本符合Junge谱,浮尘天气下大粒子和巨粒子数有明显的增加,干洁大气下在粒径0.4--1.0m范围内有一明显峰值.姚济敏等…研究发现,从误差角度看,Junge谱对浑浊大气的适应性是有局限的.权建农等¨在兰州地区对沙尘暴的采样分析结果表明,沙尘暴期间兰州市和沙尘源
8、区的沙尘粒径分布有明显的差别,在沙尘源区,粒径以>9.0m的粒子为主,约占总体的80%;而兰州市沙尘的粒径以1.1--9.0Ixm之间的粒子为主,约占总体的70%.通过分析揭示了河西走廊沙漠对兰州市的沙尘暴有重要影响.颜鹏等…对浙江临安一次沙尘暴过程分析得出,沙尘影响前和结束后临安地区气溶胶主要以细粒子为主(d<2.1m),峰值粒径
