青藏高原对东亚上空沙尘气溶胶贡献的数值模拟分析.PDF

中国科学: 地球科学 2012 年 第42 卷 第7 期: 1094 ~ 1103 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 青藏高原对东亚上空沙尘气溶胶贡献的数值 模拟分析 ①②* ① ③ ④ ② 毛睿 , 龚道溢 , YaPing SHAO , 邬光剑 , 包景东 ① 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京 100875; ② 北京师范大学物理学系, 北京 100875; ③ Institute of Geophysics and Meteorology, University of Cologne, Cologne D-50923, Germany; ④ 中国科学院青藏高原研究所, 北京 100085 * E-mail: mr@ 收稿日期: 2011-11-15; 接受日期: 2012-04-05 国家自然科学基金(批准号: 、国家基础研究计划(编号: 2012CB955401)、中国博士后科学基金(批准号: 20090460222, 201104060) 和地表过程与资源生态国家重点实验室项目(编号: 2011-RC-01)资助 摘要 青藏高原可能是东亚上空沙尘气溶胶的潜在来源, 目前对于青藏高原上空沙尘气溶 关键词 胶的逐月变化, 以及青藏高原对东亚上空沙尘气溶胶的贡献, 存在不确定认识. 利用沙尘暴 青藏高原 沙尘气溶胶 频次、遥感资料反演的气溶胶指数和模式模拟结果, 分析了青藏高原上空沙尘气溶胶的逐月 气溶胶指数 变化以及青藏高原对东亚上空沙尘气溶胶的贡献. 结果表明, 青藏高原近地面沙尘浓度从 10 沙尘数值模拟 月开始增加, 在次年2~3 月达到峰值, 然后开始减少, 青藏高原上空对流层高层沙尘浓度从 1 沙源 月开始增加, 峰值位于5~6 月, 然后开始减少. 青藏高原对东亚上空沙尘气溶胶的贡献主要集 中在青藏高原上空, 对中国东部上空贡献较少. 青藏高原对青藏高原上空沙尘气溶胶的贡献 随着高度升高在逐渐减少, 年均贡献率在近地面为 69%, 在 0.975 Sigma 高度上为 40%, 在 0.85 Sigma 高度上为5%; 不同高度上贡献的逐月变化存在差异, 近地面上贡献率在10~5 月较 高(平均贡献率为80%), 在6~9 月较低(平均贡献率为45%), 0.975 Sigma 高度上贡献率在11~4 月较高(平均贡献率为72%), 在5~10 月较低(平均贡献率为9%), 0.85 Sigma 高度上贡献率在 2~3 月偏高(平均贡献率约为21%), 其他月份偏低(平均贡献率不足5%). 青藏高原对中国东部 上空沙尘气溶胶的贡献主要位于2~3 月, 贡献率约为1~10%. 近年来, 东亚上空沙尘气溶胶的辐射强迫和气 还可以利用西风传输到达太平洋上空, 通过沉降入 候效应成为东亚气候变化研究的热点问题[1~3]. 沙尘 海为海洋补充铁、氮等营养物质, 进而改变海洋和大 气溶胶不仅通过反射、散射和吸收太阳辐射, 直接影 气之间辐射活性气体的交换能力, 从而影响全球气 响太阳辐射平衡[4], 而且通过影响云的物理和微物理 候变化[6,