亚洲沙尘传输和来源分析

基于中国主要城市的每日环境空气质量报告，沙尘传输经过呼和浩特、枣庄、青岛、连云港，最终到达上海（图14-7）。呼和浩特和连云港的每日PM 10浓度，在3月31日和4月1日超过了600μg·m-3（最高API为500，根据国家API报告的数据，相当于600μg·m-3，http：／／www.cnemc.cn）。API的变化进一步佐证了卫星云图（图14-5）所示的沙尘输送途径。经过长三角的此次高沙尘事件的传输途径，与以往发生在中国北方的沙尘暴都不相同。如2001［5］、2002［19］、2004［20］和2006年［21］发生在中国大陆的沙尘暴，没有一例经过上海进入北太平洋。

图14-7　基于PM10浓度变化推测沙尘的输送途径（数据来源于中国环境监测站，http：／／www.cnemc.cn）（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）

虽无理想的示踪物，也未发现专属于特定区域可用于示踪的特定元素，但是可以根据元素的比例来区分沙尘源区的来源。我们研究组发现［20，22］，利用Ca／Al比值，可以简便而又可靠地辨认沙尘源区（见第2章）。我们研究组还发现［19］，气溶胶中的Mg／Al比值可用来区分城市沙尘气溶胶的本地源与外来源（见第16章）。本研究在亚洲沙尘暴的传输途径上，建立了7个监测站，包括1处沙漠源（塔中：TZ），2处接近沙漠源（多伦：DL，榆林：YL），3处输送途径上的城市和高山（乌鲁木齐：Ur，北京：BJ，泰山：TS）以及沿海大城市——上海。由以上监测站测得的2007年3月28日—4月2日气溶胶中的Ca／Al比值，如图14-8所示。4月2日上海的Ca／Al比值为0.75，该日矿物沙尘达到峰值，而非沙尘日的Ca／Al均值为1.67（非沙尘日较高的Ca／Al比值源于本地的地面扬尘）。0.75的比值更接近以下地区——内蒙古的多伦（0.52）、蒙古戈壁南面和黄土高原北面的榆林（0.94）、河北省包围的北京（0.69）以及山东省的泰山（0.78）——在沙尘途经上海达到峰值的4月2日之前1～2 d沙尘气溶胶的比例。沙尘到达上海2 d前，塔克拉玛干沙漠腹地的塔中站（3.2）和乌鲁木齐（2.2）的Ca／Al比值，远高于上海的0.75。比较不同采样点的Ca／Al比值，可以发现上海在该时段的沙尘，并非来自塔克拉玛干沙漠，而更有可能是来自蒙古戈壁，是经过内蒙古、河北和山东省，最终到达上海的，如后向气流轨迹分析所示。这一结果表明，比较大气气溶胶中的Ca／Al比值，是鉴别沙尘暴源头与输送途径的一个十分简便而又可靠的方法。(www.xing528.com)

图14-8　2007年3月28日—4月2日7个站点每日PM 2.5中的Ca／Al比值（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）

上海4月1日由于下雨没有样品。泰山站只测得3个样本。