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沙尘气溶胶质量浓度的新发现

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:每年塔中地区有60%以上的天数,PM 10浓度超标。塔中地区的沙尘气溶胶,代表亚洲沙尘气溶胶最原始的、最本质的特性。表11-1列出了包括塔中在内的2007年中国北方沙漠和沙地在DS与NDS期间PM 2.5和TSP的质量浓度。表11-1中国主要沙漠和沙地在沙尘与非沙尘期间PM 2.5和TSP的质量浓度(续表)

沙尘气溶胶质量浓度的新发现

2006年1月1日至2008年12月31日3年间,塔中PM 10的日变化如图11-4所示。2006、2007、2008年的PM 10年均值分别为716.4、475.4、467.4μg·m-3,是国家环境空气质量二级年均标准(100μg·m-3)的7.16、4.75、4.67倍,比同期位于塔克拉玛干沙漠南部和田绿洲带的PM 10年均浓度高2.8、2.0、2.2倍。这说明,塔中是中国沙尘浓度非常高的地区。每年2月末至10月中旬期间,PM10>1 000μg·m-3的沙尘天气频繁发生,如2006年期间PM10平均值达973μg·m-3,其中最大浓度高达8 910μg·m-3,高出国家空气质量标准二级日均值150μg·m-3近60倍。即使在冬季也有沙尘天气出现,如2006年2月15日和2007年1月14日,PM10浓度分别为3 164和6 976μg·m-3,分别超标22和46倍。每年塔中地区有60%以上的天数,PM 10浓度超标。很有意思的是,PM 10能见度(visibility,Vis.)有较好的幂函数关系,如图11-5所示。其拟合方程是能见度=98.112×PM 1-00.373 8(R 2=0.60,n=980)。根据方程可知,在塔中,当PM 10>449μg·m-3时,能见度就降至10 km以下;当PM 10>2 873μg·m-3时,能见度降至5 km以内。作为比较,图11-6显示了塔克拉玛干沙漠南部和田绿洲带PM 10(与塔中同期的每日浓度)与能见度之间也存在着这种幂函数的关系,其拟合方程为Vis.=338.93×PM 1-00 .650 9,R 2=0.52,n=1 063。当PM 10>224μg·m-3时,能见度降到10 km以下;而PM 10>650μg·m-3时,当地的能见度会降到5 km以下。通过两者的比较可以说明,在相同沙尘浓度条件下,和田的能见度更低。塔中能见度的降低,主要是由于高浓度的沙尘气溶胶影响所致;而和田地区不仅有沙尘气溶胶的影响,还有其他因素(该地区有较多人为活动)的贡献,致使沙尘气溶胶在浓度小于塔中近一倍时,能见度就可降至10 km。塔中地区的沙尘气溶胶,代表亚洲沙尘气溶胶最原始的、最本质的特性。

图11-4 2006—2008年塔中PM 10日变化(彩图见下载文件包,网址见14页脚注

图11-5 塔中PM 10和能见度的关系

图11-6 和田PM 10和能见度的关系(彩图见下载文件包,网址见14页脚注)(www.xing528.com)

2007年3月20日至4月20日在塔中采集的PM 2.5和TSP平均浓度,分别为586、1 308μg·m-3。PM 2.5的浓度是美国标准的49倍,TSP是中国标准的13倍之多。为便于比较,本章将TSP浓度大于1 000μg·m-3的天气,定义为沙尘暴天气(dust storm,DS);小于此的则定义为非沙尘暴天气(non-dust storm,NDS)。表11-1列出了包括塔中在内的2007年中国北方沙漠和沙地(位于浑善达克沙地的多伦和位于毛乌素沙地的榆林)在DS与NDS期间PM 2.5和TSP的质量浓度。塔中在NDS期间PM 2.5和TSP的浓度分别为235和484μg·m-3,是多伦和榆林的4~5倍;在DS期间,塔中PM 2.5和TSP的浓度分别为1 055和2 888μg·m-3,是多伦和榆林的1.8~4.1倍,这表明塔克拉玛干沙漠是沙尘暴最强、发生频率最高的沙尘源区。

表11-1 中国主要沙漠和沙地在沙尘与非沙尘期间PM 2.5和TSP的质量浓度(μg·m-3

(续表)

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