青藏高原沙尘起沙量分布及变化特征的模拟分析

【摘要】：青藏高原处于中纬度关键的地理位置同时由于其巨大的高度效应,如果它是一个重要的沙尘源区,因其具有高效的远程传输能力,从而有可能对全球气候产生重大影响,并弥补全球模拟的沙尘通量远低于观测值的缺陷。本文根据青藏高原沙漠化现状,改进了 WRF/Chem模式中青藏高原下垫面地表类型(landuse)及对应高原区域限制起沙的风蚀度指数(erod),在原有Shao起沙方案的基础上将沙尘粒子尺度扩大到100 μm并对1961—2015年逐日青藏高原的沙尘起沙量进行模拟,得到如下结论:1)改进的模式能够反演青藏高原沙尘的时空特征,模拟结果同观测基本一致;2)青藏高原的起沙源区主要集中在青藏高原西北部、藏北高原南部、藏南地区的雅鲁藏布江及其支流河谷和柴达木盆地。春、秋、冬季排放的沙尘气溶胶大致有以藏北高原为中心向东南方向分布的规律,柴达木盆地在春夏秋三个季节均为青藏高原上起沙最强的区域。起沙位置随年代际的变化不明显,不同年代间的差异主要集中在藏北高原南部;3)粒径在100μm以下的沙尘起沙量月际变化呈现单峰型,其中2月最大,8月最低,季节变化有冬春高、夏秋低的排放特点。与中国北方干旱地区不同,后者的峰值在4—5月,低值出现在1月;4)1961 — 2015年青藏高原平均年起沙量可达220 Tg,它占包括青藏高原在内的东亚地区年起沙量(1260 Tg)的17%左右;青藏高原对东亚月起沙量的平均贡献率为22%,其中冬季的贡献率能达到30%以上,1 —2月甚至可以超过50%,表明青藏高原是重要的沙尘起沙源地;5)小于20 μm的沙尘粒子可进行远程传输,它与粒径100 μm以下的沙尘起沙量的月变化趋势不同。夏季排放的小粒子比例多于冬季,如20 μm以下的粒子在2月仅占起沙量的2%, 8月则达到了 14%。在西风急流影响下,东亚各层的沙尘气溶胶呈带状分布向东扩散直达日本、朝鲜半岛、韩国。在800hPa、700hPa高度主要为中国北方干旱地区沙尘向东输送,但在500hPa高度青藏高原沙尘的输送作用更为显著;6)青藏高原不但是一个重要的沙尘源地,而且因其巨大的高度效应,是东亚上空沙尘气溶胶的重要来源,它有可能对全球气候产生重大影响。