民勤近地面沙尘暴气溶胶变化规律初步研究

【摘要】：沙尘暴是一种灾害性天气,对自然环境与人类生产生活造成了严重的影响。近年来由沙尘暴引发的自然灾害引起了各国极大的关注,沙尘暴气溶胶是大气气溶胶的一种,其特性是研究沙尘暴灾害的关键因素。 本文通过对民勤绿洲、绿洲过渡带及其毗邻沙漠的沙尘暴气溶胶观测及样品采集,通过对观察数据定量和定性分析,揭示了沙尘暴气溶胶特性,为民勤荒漠化防治提供参考。研究结果表明: (1)风速、温度、气压和相对湿度的变化与沙尘暴PM10的强度密切相关,风速是影响沙尘暴的决定因素,风速的大小与沙尘暴的强度密切相关。出现沙尘天气前,地面温度较高,随着扬沙天气的出现,太阳辐射被大量悬浮在空中的沙尘粒子反射,地面增温作用受到抑制,地面温度降低;气压变化符合我国西北特强沙尘暴过程中出现的“气压鼻”现象;相对湿度在沙尘暴过程中逐渐增大。 (2)绿洲区内晴朗天气下气溶胶浓度值的变化规律:近地面1m处气溶胶浓度值PM10由于受太阳辐射影响,与温度的关系变化紧密;25米处气溶胶浓度值PM10处于相对稳定的状态;50米处气溶胶浓度值PM10于风速关系成正比例关系。 (3)下垫面状况是影响沙尘暴过程的主导因素,沙尘暴气溶胶PM10浓度随下垫面条件的变化存在较大的差异。通过对民勤沙漠、绿洲边缘、绿洲3种下垫面条件下沙尘暴气溶胶数据统计分析表明:随着沙漠向绿洲的过渡,沙尘暴气溶胶浓度明显降低,沙漠下垫面条件下平均为1.667 mg/m~3,绿洲边缘为1.204 mg/m~3,到绿洲内部只有0.878mg/m~3。 (4)春季地表裸露,地表粗糙度最小,沙尘暴气溶胶浓度最大;夏季地表粗糙度迅速增加,沙尘气溶胶浓度缓慢减小;冬季地表粗糙度减小,沙尘气溶胶浓度则开始缓慢增加。地表粗糙度与沙尘暴气溶胶浓度在季节变化上存在一定的关系,变化趋势不明显,这主要是大气环流作用所致。 (5)背景天气下PM10与TSP总量随季节性变化,春季PM10与TSP总量春季最高,大颗粒物含量较多;夏季和秋季PM10与TSP总量降低,秋季达到最小值;冬季由于季风的活动,地表颗粒物易被扬起,PM10与TSP总量增加,气溶胶主导物质为大颗粒物。