中国沙尘气溶胶研究的若干进展

沙尘天气期间气溶胶光学特性变化特征大气气溶胶粒子可以通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射直接影响地-气系统辐射能收支,对流层气溶胶通过直接辐射强迫和间接辐射强迫强烈地影响着气候系统。

沙尘天气下，大气中气溶胶含量变化较大，能够显著的影响沙尘区域内的辐射平衡过程，对全球气候和环境有着不可小视的作用。

研究沙尘天气间气溶胶的光学特性变化，对研究气溶胶的辐射影响有重要意义。

本文选取来自兰州大学干旱气候与环境观测站（SACOL）站点Level 2.0的数据，通过对比沙尘天气间与采暖期和非采暖期的晴天、降水后晴天的日变化数据，分析得出沙尘天气间气溶胶的光学特性变化，并初步探索其原因，得出以下结果：（1）采暖期：在沙尘期间，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为1.20，Angstrom波长指数峰值为0.13；在晴天期间，Angstrom波长指数峰值为0.34，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.59；在降水后晴天期间，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.59，Angstrom波长指数峰值为1.14。

（2）非采暖期：在沙尘天气，气溶胶光学厚度峰值(676nm)为2.95，Angstrom波长指数峰值为0.07；在晴天气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.56，Angstrom波长指数峰值为0.99；在降水后晴天气溶胶光学厚度峰值(676nm)为0.39，Angstrom波长指数峰值为0.67。

（3）沙尘天气间气溶胶以粗粒子散射为主。

关键词：气溶胶；光学特性；气溶胶光学厚度；Angstrom波长指数；单次散射反照率第一章绪论1.1 研究的目的和意义大气气溶胶是指悬浮于大气中粒径小于10μm的微粒。

虽然气溶胶质量仅占整个大气质量的十亿分之一,但其对大气辐射传输和水循环均有重要的【1。

除温室气体外,大气气溶胶是造成地球气候变化最重要的大气成分之影响】【2。

大气气溶胶粒子可以通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射一】直接影响地-气系统辐射能收支,从而影响区域乃至全球的气候及生态环境;气【1,溶胶粒子还可作为云的凝结核改变云的光学特性和生命期,间接影响气候】【3。

近10a中国沙尘气溶胶研究进展刘新春;钟玉婷;彭艳梅;何清【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》【年(卷),期】2014(8)3【摘要】沙尘气溶胶对全球气候变化的影响是当前国内外研究的热点问题.我国学者对沙尘气溶胶也开展了广泛的研究,尤其是在近10a,科研工作者对沙尘气溶胶的物理化学特性及其对气候的影响进行了重点研究.文章对沙尘气溶胶的物理特性(浓度、粒径谱分布、垂直分布特征及光学特性)、化学特性以及气候效应等方面的研究进行了综述,并对今后沙尘气溶胶研究中所面临的科学问题进行了展望.【总页数】7页(P68-74)【作者】刘新春;钟玉婷;彭艳梅;何清【作者单位】中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所;新疆树木年轮生态实验室;中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室,新疆乌鲁木齐830002;塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站,新疆塔中841000;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所;新疆树木年轮生态实验室;中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室,新疆乌鲁木齐830002;塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站,新疆塔中841000;新疆维吾尔自治区气象服务中心,新疆乌鲁木齐830002;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所;新疆树木年轮生态实验室;中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室,新疆乌鲁木齐830002;塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站,新疆塔中841000【正文语种】中文【中图分类】X513【相关文献】1.近10a中国作者发表在眼科SCI期刊的文章情况调查 [J], 潘东艳;廖专;胡良皓;赵世红;顾操2.近10a西北地区沙尘气溶胶研究综述 [J], 康富贵;李耀辉3.从文献统计分析我国近10a甜瓜育种特点及方向 [J], 程瑞;仲秀娟;李越;徐兵划;张朝阳;张兴平;孙玉东4.近10a高原切变线研究进展综述 [J], 姚秀萍;包晓红;刘俏华;马嘉理;张霞;管琴;高媛;张硕5.利用NOAA-CHAIN监测近10a来中国西北土地覆盖的变化 [J], 马明国;角媛梅;程国栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

中国北方沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成研究中国北方沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成研究近年来，随着工业化和城市化的快速发展，大气环境问题日益突出。

尤其是中国北方地区常年受到沙尘污染的影响，给人们的生活和健康带来了巨大的威胁。

为了更好地了解沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成，相关研究得到了广泛关注。

沙尘是由于气象因素和人为活动导致的高固体颗粒物质悬浮在大气中形成的。

沙尘天气对空气质量的影响主要表现为PM10（直径小于或等于10微米的颗粒物）和PM2.5（直径小于或等于2.5微米的颗粒物）的污染。

这些颗粒物不仅对人体健康产生直接的影响，还会通过改变大气辐射平衡和光学特性对气候产生重要影响。

在中国北方地区的沙尘传输路径上，大气有机气溶胶是其中的重要组成部分，其光学特性和分子组成的研究对于揭示大气污染形成机理和减少污染物的排放至关重要。

首先，我们通过光学仪器对采样的大气有机气溶胶进行了光学特性的测定。

结果显示，比较富含有机气溶胶的沙尘区域显示出较高的吸光和散射特性。

这意味着大气有机气溶胶对太阳辐射的吸收和散射能力较强，可能在大气辐射平衡中发挥着重要的作用。

其次，我们采用高效液相色谱-质谱联用技术对大气有机气溶胶的分子组成进行了分析。

研究结果表明，主要成分为脂肪酸、多环芳烃和萜烯类化合物。

这些有机化合物主要来源于植物和生物质燃烧等过程。

脂肪酸是大气有机气溶胶中含量最丰富的化合物之一，其来源主要是植物的表皮脂质和大气二次有机气溶胶的形成。

最后，我们还研究了大气有机气溶胶的空间和时间分布特征。

结果显示，在沙尘传输路径上，大气有机气溶胶的浓度呈现出明显的空间和时间差异。

尤其是在春季和夏季，沙尘天气频繁，大气有机气溶胶的浓度迅速上升。

这与沙尘物质的携带和传输有着密切的关系。

综上所述，中国北方沙尘传输路径上大气有机气溶胶的光学特性及分子组成研究对于揭示大气环境污染的机理和制定科学的污染防治策略具有重要意义。

0 引言沙尘为一种悬浮在空气中的气溶胶，是来自地球组成矿物的释放、传输和运移[1]。

非洲撒哈拉和萨赫尔地区、亚洲的戈壁、塔克拉玛干和巴丹吉林沙漠、美国大平原、美洲中部、南美和澳大利亚中部、南非和中东地区为世界主要的沙尘源[2]。

世界沙尘的50%～75%来源于撒哈拉和萨赫尔地区[3]，该地区终年释放沙尘，影响中东、欧洲、加勒比海和美洲等地区；撒哈拉沙漠和阿拉伯半岛的沙尘也可能越过天山山脉影响到日本[4]。

源自中国和蒙古的亚洲沙尘是全球沙尘的第二大贡献者，其30%沉降在沙漠地区，20%传输到中国大陆地区，剩余的50%降落到太平洋甚至更远的地区[5]。

在盛行西风的驱动下，亚洲沙尘可以影响到韩国、日本、太平洋岛屿，甚至可以跨过太平洋，到达美国、加拿大、法国的阿尔卑斯山，甚至是北极[6-7]。

亚洲沙尘对人口占全球60％的亚洲地区的生产、环境、经济和人类健康有重大影响；由于在全球气溶胶中的重要性，亚洲沙尘已经引起广泛的关注，成为研究的热点[6, 8-11]。

由此可见，沙尘是重大的跨区域环境问题[12]，引起了全球关注。

沙尘不仅尘源广阔，且其影响不是一个简单的区域环境问题，是一个需要在全球尺度上思考和理解的天气现象。

本文从大气环境、气象、生态系统、社会经济活动以及人类健康与文明等多角度出发，提供了收稿日期：2016年11月10日；修回日期：2017年6月23日第一作者：张宝林（1971—），Email ：zhangbl@ 资助信息：国家自然科学基金项目（41261048，40961014）沙尘天气及沙尘气溶胶影响的研究进展张宝林（内蒙古师范大学化学与环境科学学院，呼和浩特 010020）摘要：沙尘天气是强风把细小土壤颗粒携带到大气中去的一种现象，沙尘是连接有机界和无机界的重要媒介。

总结了国内外沙尘对气象、生态系统、社会经济活动、人体健康与人类文明等方面影响的研究成果，提供了沙尘天气及沙尘气溶胶影响的较全面的认识，以期为沙尘研究提供思路和参考。

近10a西北地区沙尘气溶胶研究综述康富贵;李耀辉【摘要】沙尘气溶胶对气候的影响效应是目前全球气候变化研究的热点之一.在简单综述近10 a我国西北地区科研人员在沙尘源区的研究、起沙机制、沙尘气溶胶的光、化学特性和辐射气候效应等方面科研成果的基础上,对今后沙尘气溶胶研究中所面临的一些科学问题进行了展望.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2011(029)002【总页数】7页(P144-150)【关键词】沙尘气溶胶；起沙机制；光、化学特性；辐射气候效应【作者】康富贵;李耀辉【作者单位】兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州 730070；中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室，甘肃兰州 730020;中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室，甘肃兰州 730020【正文语种】中文【中图分类】P425.5+5气溶胶是指悬浮在大气中的固体和液体颗粒的总称。

主要包括6大类7种气溶胶粒子:硫酸盐气溶胶、碳气溶胶(黑炭气溶胶和有机碳气溶胶)、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶、海盐气溶胶和沙尘气溶胶等。

在这几种气溶胶里面，沙尘气溶胶含量最高，对环境的变化影响显著［1－4］。

当前世界范围内主要有中非、北美、澳大利亚和中亚4大沙尘源区。

我国的西北地区是中亚沙尘源的一部分，是东亚主要的沙尘源区之一［5］。

据估计每年有8亿t的沙尘气溶胶被输送到大气中［2］。

每年全球输入大气层的气溶胶总量在10～30亿t左右［6］。

进入大气的沙尘粒子对环境有显著影响:首先使空气中颗粒物浓度增加，对环境造成污染;其次是通过散射和吸收太阳辐射，使到达低层大气和地面的太阳辐射减少;沙尘气溶胶自身也可以发射和吸收长波辐射，使大气层加热，从而改变大气能量平衡，对气候产生影响［7］;此外，沙尘粒子的远距离输送对海洋生态环境和其他国家居住环境也会产生一定的影响［8－9］。

中国大气气溶胶研究综述近年来，随着全球气候变化的影响日益显著，大气气溶胶的研究逐渐成为环境科学领域的热点之一。

气溶胶是指悬浮在空气中的微小颗粒物质，它们来源于自然和人为的活动，并存在于全球范围内。

气溶胶通过影响太阳辐射的散射和吸收，直接或间接地影响着大气辐射平衡、云微物理和降水形成等过程，进而对全球气候产生重要影响。

中国作为全球人口最多的国家之一，其大气气溶胶研究具有重要意义。

本文将对中国大气气溶胶研究的现状与进展进行综述。

一、气溶胶的来源及成分气溶胶的来源可以分为自然来源和人为来源。

自然来源包括火山喷发、沙尘暴和森林火灾等，而人为来源主要是工业污染、交通排放和农业活动等。

气溶胶的成分主要包括碳质、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和灰尘等。

二、气溶胶的测量方法气溶胶的测量方法有多种，常见的方法包括质量浓度、光学测量和化学分析等。

质量浓度法是通过采样后称量气溶胶颗粒质量的方法来估算气溶胶负荷量。

光学测量法利用可见光波段的散射和吸收特性来测量气溶胶1的浓度。

化学分析法则是通过对气溶胶样品进行化学分析以确定其组成和成分。

三、中国大气气溶胶的时空分布特征中国大气气溶胶的时空分布特征受地理环境、气象条件和人类活动等多种因素影响。

总体而言，中国东部地区气溶胶浓度较高，而西部地区相对较低。

夏季，沙尘暴和森林火灾等自然因素导致气溶胶浓度上升；冬季，物质排放和秸秆焚烧等人为因素导致气溶胶浓度升高。

四、气溶胶对气候的影响气溶胶对气候变化的影响是一个复杂的过程。

首先，气溶胶通过散射太阳辐射，减少了太阳辐射到达地表的能量，从而降低了地表温度，形成“反射散射气溶胶直接效应”。

其次，气溶胶中的黑碳颗粒吸收太阳辐射，增加了大气的加热，导致“黑碳直接效应”。

此外，气溶胶还能够作为云凝结核促使云的形成，影响云微物理特性和降水形态，形成“云间接效应”。

五、气溶胶对人体健康的影响大气气溶胶中的细颗粒物（PM2.5）是对人体健康影响最大的成分之一。

中国沙尘气溶胶研究的若干进展
陈进华;杨军
【期刊名称】《环境研究与监测》
【年(卷),期】2007(020)002
【摘要】回顾了近二十年来中国沙尘气溶胶物理化学特征、起沙与输送以及气候环境效应等方面的研究现状,重点评述了沙尘的物理化学特性.最后提出了笔者的一些看法.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】陈进华;杨军
【作者单位】南京信息工程大学应用气象学院,江苏,南京,210044;南京信息工程大学应用气象学院,江苏,南京,210044
【正文语种】中文
【中图分类】X513
【相关文献】
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2.中国原子能科学研究院强流回旋加速器若干先进技术研究进展 [J], 张天爵;姚红娟;殷治国;安世忠;钟俊晴;魏素敏;杨建俊;王
3.近10a中国沙尘气溶胶研究进展 [J], 刘新春;钟玉婷;彭艳梅;何清
4.高原天气研究若干进展——基于中国气象局成都高原气象研究所相关研究 [J],
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5.中国沙尘气溶胶研究新进展 [J], 宿兴涛
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我国沙尘气溶胶的特性及其影响的研究进展作者：付洁尚可政王式功刘丽伟王金艳来源：《安徽农业科学》2014年第12期摘要由于与气候变化和人类活动息息相关，沙尘气溶胶对气候和环境的影响一直广受关注。

针对我国沙尘气溶胶的理化性质及其对云和降水、辐射、城市空气质量、人体健康等方面的影响，就近些年来所取得的成果做了回顾和总结，以期对今后沙尘气溶胶的更深入研究有所借鉴和帮助。

关键词沙尘气溶胶；理化性质；气候影响；环境和人体健康中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611（2014）12-03673-05基金项目公益性行业（气象）科研专项（GYHY201106034）；甘肃省国际科技合作计划项目（1204WCG A016）；国家自然科学基金项目（41105109，41275070）；兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金（lzujbky2012121）。

作者简介付洁（1989- ），女，甘肃民勤人，硕士研究生，研究方向：灾害性天气和气候。

沙尘气溶胶，或称为矿物气溶胶，是对流层气溶胶的主要组成部分，其对全球气候和环境有着不可小视的作用。

就全球而言，沙尘气溶胶的源地有中亚、中非、北美和澳大利亚，大多分布于副热带地区，我国沙尘气溶胶的主要源地则为沙尘天气多发的戈壁荒漠地带，中心位于南疆盆地和内蒙古西部的沙漠地带及其周边地区[1]。

近年来，针对我国沙尘气溶胶的理化性质及其影响展开了颇多卓有成效的工作，笔者在此就这些成果做一回顾，并对今后的研究提出了展望。

1我国沙尘气溶胶的物理特性1.1浓度分布沙尘气溶胶的浓度可以直接反映出该地空气质量状况，对大气透过率、能见度等有重要影响。

沙尘气溶胶浓度可以用数浓度或质量浓度表征，风速等动力因素和气温等热力因素均会影响到大气中沙尘气溶胶的浓度分布。

针对塔克拉玛干沙漠的观测发现[2-3]，沙尘气溶胶质量浓度在不同天气背景下的大小顺序为晴天9 μm的沙尘粒子浓度增长最为明显，且在背景大气、浮尘、扬沙、沙尘暴4种不同天气背景下，气溶胶质量浓度平均依次以2～3倍增长[4-5]。

中国气溶胶研究进展中国气溶胶研究进展近年来，气溶胶科学及其在环境与气候变化中的影响成为全球科学界研究的热点之一。

作为大气重要组成之一的气溶胶，其对人类健康、大气光学和气候变化等方面都有着重要的影响。

中国是全球气溶胶研究的重要国家之一，其在气溶胶源解析、光学特性观测、模拟模型等方面取得了许多重要的研究进展。

气溶胶的研究可以从源解析开始，源解析是指通过对气溶胶样品的化学成分分析，确定其来源。

中国的气溶胶源解析主要集中在城市和农村地区。

城市地区主要的气溶胶来源包括交通排放、工业排放和生物质燃烧等。

通过对气溶胶中有机碳、元素碳等成分的分析，可以准确地判断气溶胶来源。

农村地区的气溶胶主要来源于生物质燃烧和土壤扬尘等。

通过源解析研究，可以有效地控制气溶胶的排放，并采取相应的措施，减少气溶胶对环境和人体健康的影响。

在气溶胶的光学特性观测方面，中国的研究同样取得了重要进展。

气溶胶的光学特性主要包括散射和吸收。

中国众多的气溶胶观测站点密布在全国各地，通过观测气溶胶的散射和吸收特性，可以了解气溶胶的光学特性与化学组分的关系。

这对于气溶胶的来源解析和环境管理具有重要意义。

在观测技术方面，中国科学家们研发了一系列高精度和高时空分辨率的观测设备，能够实时监测气溶胶的光学特性，并将数据用于模型的验证与改进。

气溶胶的模拟模型是气溶胶研究的重要工具之一。

模型可以对气溶胶的生成、输送和转化过程进行模拟和预测。

中国在气溶胶模拟模型的研发方面也取得了重要的进展。

研究人员基于气溶胶的光学特性观测数据和大气运动模型，开发了一系列气溶胶模拟模型，能够对气溶胶的时空分布进行精确预测。

这些模型在短期气象预报和长期气候变化预测中发挥着重要的作用。

然而，中国气溶胶研究仍面临一些挑战和问题。

首先，中国是世界上气溶胶排放量最大的国家之一。

因此，需要采取更多措施，减少气溶胶的排放量。

其次，中国气溶胶研究还需要加强国际合作，与全球气溶胶研究领域保持密切联系，共同应对全球变暖和气候变化等重要问题。

中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究的开题报告题目：中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的研究一、研究背景和意义沙尘气溶胶是指由沙尘等自然来源和人类活动产生的固体或液体微小颗粒物质，其粒径一般在0.1~100 μm之间。

沙尘气溶胶作为大气中的重要成分，对大气辐射场和气候影响具有重要意义。

尤其是在中国西北地区这样的高寒半干旱区，每年春秋季节都有大量沙尘天气出现，其所引起的沙尘气溶胶辐射强迫效应对该地区的大气和气候变化影响尤为显著。

因此，对于研究中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的机理和影响具有重要的现实意义和科学价值。

二、研究内容和目标本研究主要从大气物理学和气候学角度出发，重点探讨中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的机理和影响，并且基于相关的大气光学测量和辐射传输模拟结果，运用气候学和物理学方法对沙尘气溶胶辐射强迫效应进行模拟和预测。

具体包括以下几个方面：1. 运用大气光学的方法对中国西北地区沙尘气溶胶辐射特性进行分析和模拟，研究不同气候和季节下沙尘气溶胶的分布和输送特征。

2. 基于气象、气候和辐射传输模型，重点分析中国西北地区沙尘气溶胶对地表和大气层的辐射强迫效应，以及其对气候变化和生态环境的影响。

3. 运用统计学和时间序列分析等方法，对沙尘天气出现频率、区域扩散和高度分布等相关数据进行分析，从而更好地揭示中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的动态变化过程和影响机理。

三、研究方法和技术路线本研究主要采用以下方法和技术路线：1. 基于大气光学测量数据，借助反演方法对中国西北地区沙尘气溶胶的光学特性进行分析和模拟。

2. 运用气象、气候和辐射传输模型，对沙尘气溶胶的遥感估算结果进行分析和模拟，从而揭示沙尘气溶胶的分布和输送特性。

3. 基于气候学和物理学等方法，对沙尘气溶胶辐射强迫效应的机理和影响进行研究。

4. 运用时间序列和统计学等技术手段，对沙尘天气出现频率和空间分布等数据进行分析和预测，从而更好地揭示中国西北地区沙尘气溶胶辐射强迫效应的动态变化过程和影响机理。