矿物沙尘与盐尘典型区气溶胶光学特性的对比分析
发布时间：2020-12-18 21:25
选取塔里木盆地（矿物沙尘源）、伊朗高原（矿物沙尘传输区）和咸海地区（盐尘源）三个典型代表区,结合近10年（2007-2016年）的主动（CALIOP/CALIPSO）和被动（OMI/Arua）卫星遥感气溶胶产品,对比分析了沙尘与盐尘气溶胶光学特性的异同。结果表明:（1）柱气溶胶光学厚度具有相似的逐月变化规律,塔里木盆地和咸海地区最大值出现在4月,而伊朗高原出现在夏季;（2）塔里木盆地和咸海地区的气溶胶最大出现频率均接近近地面,而伊朗高原主要集中在海平面以上2～3 km;（3）伊朗高原传输型沙尘与咸海地区盐尘的不规则程度均小于塔里木盆地源区沙尘,且盐尘的粒径大小明显小于矿物沙尘,CALIOP将其主要识别为污染沙尘;（4）咸海地区盐尘的光学吸收性与塔里木盆地源区沙尘相当,略大于伊朗高原的传输型沙尘。
【文章来源】：高原气象. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
矿物沙尘的源区和传输区以及盐尘气溶胶的典型代表区
图2给出了塔里木盆地、伊朗高原和咸海地区10年平均的大气柱AOD逐月变化。从图2中可以看出，塔里木盆地作为矿物沙尘的源区，其大气柱AOD毫无疑问是三个典型区域中全年最大的。由于塔克拉玛干沙漠春季频繁的沙尘活动（Huang et al,2008；茹建波等，2018），大气柱AOD在4月达到全年最大值（0.95），几乎是咸海地区当月AOD的2倍、伊朗高原的3倍多。塔里木盆地大气柱AOD具有显著的季节变化，冬季全年最低，随月份推进在4月出现全年最大值，之后逐月递减。塔里木盆地沙尘气溶胶与咸海地区盐尘气溶胶的季节变化规律相似，主要归因于它们地处相同的纬度，矿物沙尘和盐尘的频发都是该地区春季（特别是4月）的气旋活动和强风天气影响所致（Xi et al,2015）。与它们不同的是，沙尘传输区的伊朗高原由于受更低纬度的非洲和阿拉伯半岛沙尘的影响，其大气柱AOD随月份推进逐渐上升，在7月达到最大值（0.4）。这主要是由于，印度夏季风期间伊朗高原对流层低层强烈的大气加热导致阿拉伯半岛、阿拉伯海的西南风和西北风增强，增强的西北风又将更多的沙尘从阿拉伯半岛输送至阿拉伯海和伊朗高原，形成正反馈效应（Jin et al,2014）。3.2 气溶胶类型及出现频率
为了了解塔里木盆地、伊朗高原和咸海地区气溶胶的主要类型和出现频率的空间分布，利用CALIOP的VFM气溶胶分类产品，分别定义了不同气溶胶类型的出现频率水平分布，即在每2o×2o网格中高置信度的气溶胶廓线数与总廓线数的比率。根据VFM产品中所有气溶胶类型的水平分布图（图略）发现塔里木盆地、伊朗高原以及咸海地区出现的类型主要有沙尘和污染沙尘，其他类型的气溶胶出现频率非常少。因此，图3和图4分别给出了沙尘和污染沙尘在以上三个典型区域不同季节出现频率的水平与垂直分布。沙尘气溶胶出现频率的高值区从北非延伸至中国，主要分布在撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛、伊朗高原、塔尔沙漠、塔克拉玛干沙漠以及戈壁沙漠[图3(a）]，与“全球沙尘传输带”的分布一致（Pros‐pero et al,2002;Kaufman et al,2005）。沙尘气溶胶的发生频率与季节变化有紧密的联系，春季是沙尘活动最活跃的季节，大面积的沙尘频率超过0.8，塔里木盆地的沙尘频率在春季达到最大值，并且最大高度可以到达10 km以上[图4(a）]。塔里木盆地由于是典型的沙尘源，因此其沙尘出现频率的最大值通常出现在近地表，并随高度增加而递减。而伊朗高原的沙尘出现频率随高度增加先增大后减小，其最大值主要集中在2～3 km[图4(b）]，这主要是由于非洲和阿拉伯半岛向伊朗高原地区的沙尘输送强于局地沙尘释放导致（Le?on et al,2003;Bayat et al,2011）。此外，伊朗高原沙尘出现频率的最大值出现在夏季，和全年中大气柱AOD的最大值有很好的一致性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球不同类型气溶胶光学厚度的时空分布特征[J]. 张芝娟,陈斌,贾瑞,衣育红. 高原气象. 2019(03)
[2]敦煌沙尘气溶胶质量浓度垂直特征个例分析[J]. 华雯丽,韩颖,乔瀚洋,王天河,黄忠伟,闭建荣,周天. 高原气象. 2018(05)
[3]激光雷达和微波辐射计对邢台市一次沙尘天气的探测分析[J]. 郝巨飞,袁雷武,李芷霞,齐佳慧,施海瑞. 高原气象. 2018(04)
[4]东亚沙尘源区晴空和云上沙尘气溶胶特征[J]. 茹建波,王天河,李积明,韩颖,张北斗. 中国沙漠. 2018(02)
[5]黄土高原半干旱区沙尘气溶胶光学和微物理特性[J]. 史莹莹,张镭,田鹏飞,刘慧,马强. 高原气象. 2018(01)
[6]青藏高原MODIS地表反照率反演结果的空间分布[J]. 陈爱军,梁学伟,卞林根,刘玉洁. 高原气象. 2016(06)
[7]宁夏典型沙尘天气条件下气溶胶分布特征研究[J]. 常倬林,崔洋,张武,翟涛,田磊. 高原气象. 2015(04)
[8]盐尘暴及其生态效应[J]. 刘东伟,吉力力·阿不都外力,雷加强,武广洋. 中国沙漠. 2011(01)
[9]A method for estimating optical properties of dusty cloud[J]. 王天河,黄建平. Chinese Optics Letters. 2009(05)
博士论文
[1]中亚干旱区内陆湖泊盐尘气溶胶时空演变及其间接气候效应[D]. 张喆.新疆大学 2017
本文编号：2924634
【文章来源】：高原气象. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
矿物沙尘的源区和传输区以及盐尘气溶胶的典型代表区
图2给出了塔里木盆地、伊朗高原和咸海地区10年平均的大气柱AOD逐月变化。从图2中可以看出，塔里木盆地作为矿物沙尘的源区，其大气柱AOD毫无疑问是三个典型区域中全年最大的。由于塔克拉玛干沙漠春季频繁的沙尘活动（Huang et al,2008；茹建波等，2018），大气柱AOD在4月达到全年最大值（0.95），几乎是咸海地区当月AOD的2倍、伊朗高原的3倍多。塔里木盆地大气柱AOD具有显著的季节变化，冬季全年最低，随月份推进在4月出现全年最大值，之后逐月递减。塔里木盆地沙尘气溶胶与咸海地区盐尘气溶胶的季节变化规律相似，主要归因于它们地处相同的纬度，矿物沙尘和盐尘的频发都是该地区春季（特别是4月）的气旋活动和强风天气影响所致（Xi et al,2015）。与它们不同的是，沙尘传输区的伊朗高原由于受更低纬度的非洲和阿拉伯半岛沙尘的影响，其大气柱AOD随月份推进逐渐上升，在7月达到最大值（0.4）。这主要是由于，印度夏季风期间伊朗高原对流层低层强烈的大气加热导致阿拉伯半岛、阿拉伯海的西南风和西北风增强，增强的西北风又将更多的沙尘从阿拉伯半岛输送至阿拉伯海和伊朗高原，形成正反馈效应（Jin et al,2014）。3.2 气溶胶类型及出现频率
为了了解塔里木盆地、伊朗高原和咸海地区气溶胶的主要类型和出现频率的空间分布，利用CALIOP的VFM气溶胶分类产品，分别定义了不同气溶胶类型的出现频率水平分布，即在每2o×2o网格中高置信度的气溶胶廓线数与总廓线数的比率。根据VFM产品中所有气溶胶类型的水平分布图（图略）发现塔里木盆地、伊朗高原以及咸海地区出现的类型主要有沙尘和污染沙尘，其他类型的气溶胶出现频率非常少。因此，图3和图4分别给出了沙尘和污染沙尘在以上三个典型区域不同季节出现频率的水平与垂直分布。沙尘气溶胶出现频率的高值区从北非延伸至中国，主要分布在撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛、伊朗高原、塔尔沙漠、塔克拉玛干沙漠以及戈壁沙漠[图3(a）]，与“全球沙尘传输带”的分布一致（Pros‐pero et al,2002;Kaufman et al,2005）。沙尘气溶胶的发生频率与季节变化有紧密的联系，春季是沙尘活动最活跃的季节，大面积的沙尘频率超过0.8，塔里木盆地的沙尘频率在春季达到最大值，并且最大高度可以到达10 km以上[图4(a）]。塔里木盆地由于是典型的沙尘源，因此其沙尘出现频率的最大值通常出现在近地表，并随高度增加而递减。而伊朗高原的沙尘出现频率随高度增加先增大后减小，其最大值主要集中在2～3 km[图4(b）]，这主要是由于非洲和阿拉伯半岛向伊朗高原地区的沙尘输送强于局地沙尘释放导致（Le?on et al,2003;Bayat et al,2011）。此外，伊朗高原沙尘出现频率的最大值出现在夏季，和全年中大气柱AOD的最大值有很好的一致性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球不同类型气溶胶光学厚度的时空分布特征[J]. 张芝娟,陈斌,贾瑞,衣育红. 高原气象. 2019(03)
[2]敦煌沙尘气溶胶质量浓度垂直特征个例分析[J]. 华雯丽,韩颖,乔瀚洋,王天河,黄忠伟,闭建荣,周天. 高原气象. 2018(05)
[3]激光雷达和微波辐射计对邢台市一次沙尘天气的探测分析[J]. 郝巨飞,袁雷武,李芷霞,齐佳慧,施海瑞. 高原气象. 2018(04)
[4]东亚沙尘源区晴空和云上沙尘气溶胶特征[J]. 茹建波,王天河,李积明,韩颖,张北斗. 中国沙漠. 2018(02)
[5]黄土高原半干旱区沙尘气溶胶光学和微物理特性[J]. 史莹莹,张镭,田鹏飞,刘慧,马强. 高原气象. 2018(01)
[6]青藏高原MODIS地表反照率反演结果的空间分布[J]. 陈爱军,梁学伟,卞林根,刘玉洁. 高原气象. 2016(06)
[7]宁夏典型沙尘天气条件下气溶胶分布特征研究[J]. 常倬林,崔洋,张武,翟涛,田磊. 高原气象. 2015(04)
[8]盐尘暴及其生态效应[J]. 刘东伟,吉力力·阿不都外力,雷加强,武广洋. 中国沙漠. 2011(01)
[9]A method for estimating optical properties of dusty cloud[J]. 王天河,黄建平. Chinese Optics Letters. 2009(05)
博士论文
[1]中亚干旱区内陆湖泊盐尘气溶胶时空演变及其间接气候效应[D]. 张喆.新疆大学 2017
本文编号：2924634
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