第三极碳质气溶胶分布特征获得进展

发布者 :wangwc

2019-08-28 13:54

2019年7月5日,环境科学一流期刊Environmental Pollution发表了中国科学院A战略性先导科技专项康世昌团队的研究成果“Carbonaceous aerosol characteristics on the third Pole: a primary study based on the Atmospheric Pollution and Cryospheric Change (APCC) network”,报道了第三极及其周边区域碳质气溶胶的含量水平、时空变化和来源,并重点分析了黑碳(EC)的吸光特性及其影响因素。

碳质气溶胶,主要由有机碳(OC)和EC构成,能够通过吸收或散射太阳辐射而影响区域气候、水循环等。喜马拉雅和青藏高原区域,又被称为第三极,由于毗邻南亚和东亚两个最大的碳质气溶胶排放区,被认为是世界上最容易受碳质气溶胶影响的区域之一。

因此,研究团队对第三极及其周边区域19个监测点2013-2017年碳质气溶胶的观测数据进行了系统分析,结果表明研究区OC、EC含量由周边区域向青藏高原内部呈现明显降低趋势(图1),这主要受局地排放、传输过程和气象条件影响。城市地区,如加德满都、卡拉奇、马尔丹等OC和EC含量非常高,且呈现季风期低而非季风期高的变化特征(图2),其中,巴基斯坦的马尔丹含量最高(OC: 44.7 ± 32.1 μg m−3; EC: 11.7 ± 5.39 μg m−3);而青藏高原内部的偏远区域如纳木错、阿里等OC、EC含量远低于城市地区(纳木错地区含量最低,OC: 1.63 ± 2.14 μg m−3; EC: 0.13 ± 0.11 μg m−3),且季节变化不明显(图3)。青藏高原南部和北部两个区域大气中碳质气溶胶含量呈现不同的季节变化特征,表明两个区域受不同来源污染物的影响。除受长距离传输污染物的影响外,青藏高原内部区域也受局地生物质燃烧排放的影响。OC/EC比值的分析也表明青藏高原中部明显受到生物质燃烧排放的贡献,而边缘区域还受来自上风向的化石燃料燃烧排放污染物长距离传输的影响(图4)。同时,二次有机气溶胶和沙尘也是影响OC、EC分布的重要因素。

研究区大气中EC在632 nm的质量吸收截面(MACEC)范围为6.56至14.7 m2 g−1,也呈现由外向内逐渐升高的空间分布特征(图5),城市地区MACEC低是因为其主要受局地排放污染物的影响,同时,大量的棕色云也能明显降低南亚城市区域的MACEC,而偏远地区大气中EC在传输过程中受老化、包裹等的影响较大,因此MACEC值较高。

该项研究涵盖了第三极覆盖区域最广的大气BC和EC第一手监测资料,为模式模拟碳质气溶胶的气候效应提供了不可或缺的基础。该研究部分资助来自中国科学院A战略性先导科技专项(XDA20040501)。

全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749119315064

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图1 研究区碳质气溶胶空间分布特征

 

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图2 城市地区OC、EC季节变化特征

 

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图3 偏远地区OC、EC季节变化特征

 

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图4 研究区OC/EC比值空间分布特征

 

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图5 研究区MACEC空间分布特征