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《中国科学:地球科学》:戈壁沙漠是影响东亚沙尘浓度的罪魁祸首

   左,戈壁沙漠地貌(2009年9月陈柏静拍摄于内蒙古额济纳旗);右,塔克拉玛干沙漠地貌(2005年7月陈柏静拍摄于塔克拉玛干沙漠)。

左,戈壁沙漠地貌(2009年9月陈柏静拍摄于内蒙古额济纳旗);右,塔克拉玛干沙漠地貌(2005年7月陈柏静拍摄于塔克拉玛干沙漠)。

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:近日,《中国科学:地球科学》上发表的论文刊登了兰州大学大气科学学院黄建平团队(第一作者为团队成员陈思宇博士)的研究成果,论文题目为“塔克拉玛干沙漠和戈壁沙尘起沙、传输和沉降的对比研究”。该研究指出,一直以来关于塔克拉玛干沙漠是东亚沙尘主要来源的认知存在一定的误区。相较而言,位于中蒙之间的戈壁沙漠才是东亚沙尘浓度最主要的贡献者。

沙尘气溶胶是对流层气溶胶的主要成分。近年来,沙尘事件频发,对社会经济的发展和人类健康造成非常不利的影响。沙尘暴期间大气中颗粒物浓度显著增加,会引发呼吸系统疾病,甚至对心血管系统和神经系统产生严重危害,可致癌、致突变、致残以及增加死亡率。此外,作为影响地球系统能量平衡的重要因子,沙尘粒子不仅能显著影响地表温度,还可以通过改变云的发展从而影响降水。

长期以来,塔克拉玛干沙漠被认为是东亚沙尘的主要来源,却低估了戈壁沙漠对东亚沙尘浓度贡献的重要性,对戈壁沙漠的研究仍然存在一定空白。为定量估计塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠对东亚地区沙尘浓度的贡献,该项研究结合多种先进的卫星遥感和地面观测数据,利用数值模式系统深入地对比了塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠地区沙尘释放、传输和沉降等过程的差异以及造成这种差异的原因,结果表明,尽管塔克拉玛干沙漠在东亚地区的起沙能力最强,但戈壁沙漠对东亚地区沙尘浓度的贡献最大。

具体来说,塔克拉玛沙漠身处盆地、三面环山,沙漠上空风速较小。因此不利于沙尘传输,大量沙尘在扬起后又重新沉降到地表。同时,塔克拉玛干沙尘只有当被抬升到4 km以上才能进入西风带开始远距离输送,因此对整个东亚地区沙尘的贡献相对较小。戈壁沙漠位于中国和蒙古国之间,西接塔克拉玛干沙漠,面积仅为13万平方公里(图1右)。相比于塔克拉玛干沙漠而言,位于高原地区的戈壁沙漠地形平坦,海拔相对较高,南北两支急流汇合处位于其上空,高空风速大。深厚的对流混合促使高空急流下沉支将更多的高空动量不断下传到对流层中层,导致戈壁地区中低层风力增大,有利于戈壁沙尘的垂直抬升。在强西风急流的作用下,戈壁沙尘更容易被输送出沙尘源区。相比沙尘传输量约为45 Tg a-1的塔克拉玛干沙漠,戈壁沙尘传输量超过53 Tg a-1,是东亚地区最主要的沙尘贡献区域。尤其是位于中国东部的经济发达地区,人口密集,更容易受到戈壁沙尘的影响,从而产生严重的污染问题,让更多人饱受健康和经济危害。

这一研究成果比较了东亚两大沙漠的差异性及其成因,定量估计了二者对东亚沙尘浓度的贡献,丰富了东亚沙尘浓度来源的研究。呼吁重视戈壁沙漠的治理工作,从而缓解中国内陆地区尤其是京津冀等发达地区的空气污染问题。

更多详情请阅原文:

陈思宇, 黄建平, 李景鑫, 贾瑞, 江南萱, 康丽泰, 马骁骏, 谢亭亭. 2017. 塔克拉玛干沙漠和戈壁沙尘起沙、传输和沉降的对比研究. 中国科学: 地球科学, 47: 939–957, doi: 10.1360/N072016-00257 http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/N072016-00257?slug=full text

Chen S Y, Huang J P, Li J X, Jia R, Jiang N X, Kang L T, Ma X J, Xie T T. 2017. Comparison of dust emissions, transport, and deposition between the Taklimakan Desert and Gobi Desert from 2007 to 2011. Science China Earth Sciences, 60: 1338–1355, doi: 10.1007/s11430-016-9051-0

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCES/60/7/10.1007/s11430-016-9051-0?slug=full text




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