沙尘暴与非沙尘暴期间黑碳的对比

春夏是塔克拉玛干沙漠沙尘频发的季节。在此期间，沙尘暴发生的频率、天数以及沙尘的输出量，均占到全年的80%以上。在本章中，“沙尘暴期”指的是PM 10日浓度高于500μg·m-3的日期，“非沙尘暴期”则是指PM 10小于500μg·m-3的日期。根据文献报道［20］，大部分BC颗粒物是由粒径约50 nm的小球团聚而成的聚合体，表明BC多存在于细颗粒物中。本文用比值BC660／PM 10表示BC对可吸入颗粒物的贡献，其中660表示在波长为660 nm时所测定的BC浓度。图12-7是2007年沙漠地区BC对PM 10的每日贡献，其中红线是2007年BC／PM 10的年均值，为1.14%。从图12-7可以看出，在沙尘暴期间的大部分日期，BC的贡献率小于年均值。小于均值的天数占总天数的67%。“沙尘暴期间”BC对PM 10的平均贡献值为0.16%。值得注意的是，在“沙尘暴期”内，有个别几天BC的贡献高达4.9%以上。根据资料查阅及现场勘查，这可能是由于在沙漠腹地天然气及石油的开采活动过程中，所出现的泄漏等事故导致BC浓度增加远大于颗粒物的增加，致使该比值急剧增加。在“非沙尘暴期”，BC的平均贡献达1.78%，是沙尘暴期间的10倍多，有近一半的天数高于2007年BC／PM 10的年均值（1.14%）。尤其在1月份，其贡献甚至达到7.9%。这进一步证实了，沙漠地区黑碳气溶胶的污染，主要来自人为活动，如采暖等的影响。

图12-7　2007年塔中BC对PM 10的贡献（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）(www.xing528.com)

尽管在塔克拉玛干沙漠中，BC在可吸入颗粒物中所占的比例不大，基本在百分之几，但黑碳气溶胶通过沙尘暴向外长距离传输，必然对全球的大气辐射强迫会产生重要影响。有文献［21］报道，BC对总悬浮颗粒物的贡献达到6%，就能增加11%的光学厚度，消减35%的大气辐射，增加50%的大气强迫。亚洲沙尘每年向大气中输入10.4×106 t PM 10［22］，其中塔克拉玛干沙漠估计贡献5.4×106 t PM 10。根据本研究所估算的BC在PM 10沙尘气溶胶中所占的比例，每年塔克拉玛干沙漠向外输送约8.6×104 t的BC，这必然对区域乃至全球的气候变化产生影响。