青藏高原腹地和东北缘碳气溶胶观测研究——以纳木错站和祁连山站为例

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祁连山冰川与生态环境综合观测研究站和纳木错多圈层综合观测研究站均位子青藏高原冰川发育区附近,基于碳气溶胶的气候、环境和效应,我们在这两个站点开展大气碳气溶胶观测研究。首先,分析祁连山站大气黑碳的逐日、月和季节变化特征;其次对大气黑碳与地面风向、相对湿度做相关性分析;再次分析祁连山站春季积雪黑碳与大气黑碳的相关关系;最后分析该站点大气黑碳的释放源区。对纳木错站碳气溶胶观测结果做以下研究:首先,分析该站点碳气溶胶的年际、季节变化特征;其次分析碳气溶胶与气溶胶光学厚度的相关关系;再次估算碳气溶胶沉降通量和积雪碳气溶胶浓度及其对邻近冰川表层积雪消融的影响;最后分析该站点大气碳气溶胶释放源区。该观测研究是一项基础性和应用性很强的工作。   2009年5月至2011年3月,对祁连山站大气黑碳开展了不连续观测,并结合同时期气象资料得到以下认识:1)观测期间,黑碳浓度最大出现频数统计表明该地区大气黑碳的背景浓度范围为18-72ngm-3;7月份平均浓度最高,为106ngm-3,11月份最低,为28ngm-3;春、夏季节高,秋、冬季节低,夏季最高为100ngm-3,秋季最低为37ngm-3。2)祁连山地区大气黑碳浓度与该地区盛行风向相关性显著,当NNW盛行时,黑碳浓度明显较高,SSE和ESE盛行时,黑碳浓度较低;相对湿度不高于50%时,大气黑碳和相对湿度呈显著正相关性,我们推测黑碳在低湿环境下可能是该地区重要的云雾凝结核之一。3)3天典型气团后向轨迹分析表明位于祁连山站NNW方向的排放源会对该地区大气黑碳产生影响。   2006年7月至2009年12月,在纳木错站进行大气碳气溶胶不连续滤膜采样,研究表明:1)采样期间,纳木错站大气碳气溶胶浓度有增加趋势,非季风期浓度高于季风期;有机碳增加趋势微弱,黑碳增加趋势较为明显;碳气溶胶浓度与气溶胶光学厚度有显著正相关性,表明碳气溶胶是该地区大气气溶胶的重要组成成分。2)估算的碳气溶胶通量在季风期高于非季风期,湿沉降占总沉降的90%以上,干沉降微弱;湿沉降可使得24μgkg-1的黑碳沉积在冰川表层积雪中,产生1.9%的冰川表面反照率下降量。3)结合地面风向和5天典型气团后向轨迹分析表明,纳木错地区容易受到其西南方向的排放源影响,青藏高原和周边地区的气溶胶光学厚度分布表明南亚的污染物排放会显著影响青藏高原腹地的大气环境状况;2009年夏季风期间的碳气溶胶(主要为黑碳)高值很可能是南亚的排放源所致。
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