高原气象

作者：黄芳芳,马伟强,王遂缠,张鸿,孔小怡,卢品睿,王旭东,刘昊,闫一丹

单位：1. 甘肃省气象信息与技术装备保障中心，甘肃 兰州 730020 ","2. 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统科学国家重点实验室地气作用与气候效应团队，北京 100101 ","3. 兰州大学大气科学学院，甘肃 兰州 730000 ","4. 西藏珠穆朗玛特殊大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站，西藏 定日 858200 ","5. 中国科学院中国-巴基斯坦地球科学研究中心，伊斯兰堡 45320 ","6. 兰州市气象局，甘肃 兰州 730030

关键词：CE-318太阳光度计,气溶胶光学厚度（AOD）,地基观测,甘肃省

基金：甘肃省科技计划（创新基地和人才计划）项目(21JR7RA714),国家自然科学基金项目(U2242208),西藏科技厅项目(XZ202301YD0025C)

对于大气气溶胶地基观测资料的定量分析是了解气溶胶光学特性和大气污染特征的基本途径， 可为探讨污染治理方向提供一定的依据。近年来， 利用地基观测资料分析甘肃省不同区域气溶胶光学特性的研究较少。为了解甘肃省不同下垫面的大气气溶胶光学特性， 本文基于2018年4月至2020年9月CE-318型太阳光度计观测资料， 通过ASTPwin软件反演获得了甘肃省四个站点的气溶胶光学厚度AOD， 计算了Angstrom波长指数α， 分析了甘肃省不同区域不同季节AOD和α的分布和变化特征以及气溶胶光学厚度和波长指数的关系。结果表明： （1）观测时段内， 所有站点各波段AOD的变化趋于一致， 且AOD值随波长增大而减小。兰州和皋兰山AOD值冬季最高， 春、秋季次之， 夏季最低， 兰州冬、春季AOD值分别比年均值超出14.98%和4.68%， 皋兰山冬季AOD值比年均值超出3.88%。敦煌和民勤AOD值均为春季最高， 比各自的年均值高出24.49%和26.30%。敦煌AOD季节分布为： 春季>夏季>冬季>秋季， 而民勤则表现为从春到冬季逐渐减小的趋势。（2）兰州和皋兰山春夏季主控粒子为粗模态， 秋冬季则为细颗粒物主导。敦煌和民勤大气气溶胶常年由粗模态粒子主控。2019年冬季， 兰州市区AOD值比其城郊的皋兰山高出68.0%； 敦煌和民勤2019年春季沙尘气溶胶污染较为严重， 敦煌AOD值比民勤超出42.42%。（3）四个站点AOD和α的频率分布均呈单峰曲线， 不同季节AOD高频次分布范围存在差异性， 但都处于1.0以下。α的高频次范围分布较为复杂， 兰州春季、皋兰山春夏季、敦煌四季、民勤春夏秋季， α分布区间均小于1.0， 而兰州夏秋冬季、皋兰山秋冬季、民勤冬季α主要分布于1.1以上。（4）不同季节AOD和α的关系存在差异， 表现为不同季节， 大气出现严重或者局部污染时， 气溶胶的主控粒子粒径大小不同。春季大气出现局部或者严重污染、夏季大气局部污染时， 四个站点气溶胶主要是大粒径粒子， 其中沙尘气溶胶的贡献较大。夏季大气处于严重污染时， 皋兰山气溶胶主要是细模态粒子， 兰州、敦煌、民勤气溶胶依然由粗模态主控， 但是兰州小粒径粒子导致的污染比重高于其余两站， 其中85%以上属于城市工业-气溶胶污染。秋季大气处于严重污染状况时， 兰州和皋兰山均由细模态粒子主导， 其中城市工业-气溶胶占比明显增加， 而敦煌和民勤依然由粗模态粒子主导， 其中沙尘气溶胶占比偏重。冬季大气严重污染时， 兰州依然由细模态粒子主导， 而其他三站由粗模态粒子占据主导地位， 冬季大气局部污染时， 敦煌和民勤粗模态粒子与细模态粒子同时出现， 皋兰山以细模态粒子为主。分析可知， 总体上甘肃偏北地区气溶胶污染以沙尘气溶胶为主， 而偏南地区气溶胶污染表现为粗模态与细模态粒子交替出现， 这为下一步结合卫星遥感资料研究甘肃不同区域的气溶胶特性及大气污染特征提供了一些参考。

来源：2024年第1期

《高原气象》期刊编辑部

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