东亚、北非干旱半干旱区边界层高度变化及其影响因素

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting)20世纪第一代再分析资料ERA-20C(the ECMWF twentieth century reanalysis)对东亚、北非2个典型干旱半干旱区1900-2010年边界层高度变化及其与气象要素变化之间联系进行了研究,结果表明:(1)两个地区的边界层高度在整体变化、年际变化以及年代际变化中基本呈现出相反的变化趋势,整体趋势中东亚为显著上升趋势,气候倾向率为1.87 m/10a,北非为显著下降趋势,气候倾向率为-2.13 m/10a;在11个年代里,有8个年代的变化呈相反趋势。(2)干旱半干旱区边界层高度的变化均与地气温差、相对湿度、风速的变化有一定联系,其中相对湿度与边界层高度的变化最为紧密,在两个地区均为显著性的负相关,相关系数分别为-0.778 4、-0.618 4。

撒哈拉地区沙尘气溶胶南北空间型分布特征及其成因

本次研究利用MODIS、CALIPSO等卫星观测资料以及MERRA-2再分析资料分析了2007–2017年撒哈拉地区气溶胶光学厚度的空间分布特征。结果表明,撒哈拉地区气溶胶光学厚度的空间分布具有明显的季节变化,夏季沙尘气溶胶光学厚度高值区位于撒哈拉北部地区,高达0.6以上;而冬季沙尘气溶胶光学厚度高值区位于撒哈拉南部地区,最大值约为0.5。此外,撒哈拉地区在不同季节的主要气溶胶类型均为沙尘,但在撒哈拉南部地区沙尘气溶胶光学厚度对总气溶胶光学厚度的贡献有明显的季节性差异。基于CALIPSO体积退偏比的研究结果表明,在撒哈拉南部地区,夏季人为气溶胶占比大,气溶胶粒子趋于球形,冬季气溶胶粒子的退偏比则明显高于夏季,粒子非球形程度更高。夏季撒哈拉北部地区位于脊前槽后的位置,以南地区近地面主要为偏西风,携带了大量水汽的气流由大西洋吹向撒哈拉地区,使撒哈拉南部地区进入雨季,增强了沙尘气溶胶的沉降,因此夏季撒哈拉地区沙尘气溶胶光学厚度分布北高南低;冬季高压控制着撒哈拉北部地区,撒哈拉南部地区近地面盛行偏东风,且冬季温度偏低,容易形成逆温,不利于沙尘气溶胶和局地污染物扩散,导致沙尘气溶胶光学厚度南高北低。此外,局地温度变化也进一步促进了撒哈拉地区沙尘气溶胶空间分布的季节性差异。

兰州地区大气污染的化学组成及来源解析

为探究大气污染的特征,于2020年5月—2021年4月在中国西北部的兰州市区采集了总悬浮颗粒物样品227个,利用离子色谱仪、热/光碳分析仪对主要水溶性离子、元素碳(EC)和有机碳(OC)的质量浓度进行了测定.结果显示,兰州地区大气总悬浮颗粒物质量浓度均值为(376.7±974.8)μg·m^(-3),高于国家环境空气质量二级标准(NAAQS),呈昼低夜高的变化特征主要是由于兰州地区夜间大气多处于静稳状态导致的污染物累积效应.水溶性阴、阳离子按质量浓度排序为NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)、Ca^(2+)>NH_(4)^(+)>Na^(+)>K^(+)>Mg^(2+),其中二次离子(NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NH_(4)^(+))占总水溶性离子的62.68%,不同季节的气象条件导致了水溶性离子不同的季节特征差异;NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)比值均大于1,说明兰州地区大气污染以移动源为主;另外OC/EC比值均大于2,说明整个采样期间均有SOC生成.最后利用正定矩阵因子分解模型(PMF)确定了兰州地区大气污染的6种主要来源:交通源、生物质燃烧源、道路扬尘源、土壤扬尘源、燃煤源和二次气溶胶源,其中,道路扬尘源及二次气溶胶源对兰州地区春季及冬季大气污染的贡献显著.