沙尘气溶胶是大气气溶胶最主要成分之一，主要来源于沙漠、干旱及半干旱地区地表风蚀、土壤再悬浮以及农业和工业活动等。中国西北地区拥有中国80%的沙漠，其中塔克拉玛干沙漠作为世界第二大沙漠，紧邻青藏高原。青藏高原作为“世界第三极”，对大气环流和气候有重要的影响。然而，目前关于塔克拉玛干等沙漠的沙尘如何影响青藏高原地区尚不清楚，而且对夏季沙尘气溶胶的关注较少。 为解决上述问题，中国科学院东北地理所环境生态学科组研究团队利用区域空气质量模式系统(WRF-RAQMS)对2022年7月中国西部地区沙尘气溶胶排放、输送、沉降及其直接辐射效应进行了模拟研究。模式中的分粒径沙尘模型由我国科研人员自主研发，在不同区域、不同强度、不同季节的沙尘事件中均有良好的模拟效果。
图1 2022年7月拉萨地区逐时PM10浓度模拟和观测值(Exp0为不考虑塔克拉玛干沙漠起沙的模拟结果)
本研究发现：2022年7月3日~7日，在反气旋流场的影响下，塔克拉玛干沙漠产生的沙尘被输送至青藏高原东部和中部地区，导致拉萨PM10最大小时浓度超过50 mg m-3.林芝附近地区白天平均地表短波辐射通量减少达到30 W m-2.2022年7月，中国西部地区沙尘总排量约为10.6 Tg，其中塔克拉玛干沙漠贡献最大(63.5%)，其次为戈壁沙漠(26%)。青藏高原地区沙尘的干湿沉降总量约为418 Gg，其中49%来自塔克拉玛干沙漠，25%来自柴达木沙漠。塔克拉玛干沙漠、境外沙漠和柴达木沙漠对青藏高原南部地区沙尘沉降的贡献分别为42%，24%和21%，说明远距离跨界输送对青藏高原地区沙尘沉降、地表反照率和气候具有潜在的重要影响。本研究为了解青藏高原地区沙尘气溶胶的传输过程和气候影响具有重要意义。未来随着卫星遥感、地面观测和数值模式的发展，将进一步研究东亚地区沙尘气溶胶的特征、分布和影响，并开展历史和未来情景下沙尘气溶胶长期气候效应方面的研究。
图2 图文摘要
该项研究发表在大气领域国际权威期刊《Atmospheric Research》上，由中国科学院东北地理所特别研究助理梁琳(第一作者)、中国科学院大气物理研究所韩志伟研究员(通讯作者)、中国科学院东北地理所陈卫卫研究员等人共同完成。该项目得到国家自然科学基金项目(42375107)、国家重点研发计划(2019YFA0606802)的共同资助。
论文信息及链接如下：
Liang,L.,Han,Z.W.,Chen,W.W.,Li,J.W.,Liang,M.J.,Shen,S.J.,2024. The source,transport,deposition and direct radiative effect of mineral dust over western China: A modeling study of July 2022 with focus on the Tibetan Plateau. Atmospheric Research 311.107708.
https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107708.
