沙尘暴过程中的2个峰值：新论

图58-1　模拟区域和不同源区对应的沙尘权重因子（彩图见图版第41页，也见下载文件包，网址见正文14页脚注）

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图58-2　TSP及其中沙尘气溶胶浓度的变化（彩图见下载文件包，网址见14页脚注）

此沙尘暴于3月20日入侵北京，最高TSP浓度达到10.9 mg·m-3，PM 2.5的浓度最高达到1.39 mg·m-3。沙尘在3月20日9:00之后开始入侵北京，能见度在11:00降到了2 km，并于14:00达到最低值1.1 km。15:00以后沙尘暴减弱，能见度在20:00增加到8 km，但是21:00以后能见度再一次降低，并于23:00降到7 km。沙尘暴在21日离开北京，能见度开始回升至10 km以上。这与我们在此期间观测的TSP浓度变化非常一致。图58-2给出了北京TSP、TSP中矿物沙尘及其在TSP中所占比率在此期间的时间变化。20日的TSP共有2个高峰，第一个在10:20—12:20（命名为PⅠ），第二个发生在夜间20:25—22:20（命名为PⅡ），最高浓度分别为10.9和5.1 mg·m-3。TSP中所含矿物气溶胶的量，由Al、Ca、Fe、Ti、Mg和Si的氧化物之和计算得到［6-8］，即：矿物气溶胶=1.89Al+2.14Si+1.4Ca+1.43Fe+1.66Mg+1.67Ti，其中Si的浓度是通过Si／Al的平均值估算得到的［7］。这一比值是从中国3个沙漠站和1个黄土站采集的TSP样品中得到的，Si／Al在这4个站分别为3.9、3.7、3.7和4.2，平均值3.9用来估算Si的浓度。很明显，沙尘暴发生时，矿物气溶胶为TSP的主要成分，平均达到80%，但在PⅠ和PⅡ期间，分别为87%和60%，两者相差较大。这是由沙尘来源的不同造成，还是由于沙尘与沿途或局地人为污染物混合的差别所造成？本章将通过分析模式的模拟结果、气象观测数据和从北京采集的TSP样品的化学组成，来解释这一现象，并给出沙尘气溶胶的长距离传输，及其与人为污染物的混合特征。