Analysis of carbon isotopes in airborne carbonate and implications for aeolian sources

Methods were developed to determine the mass ratios of carbon isotopes in trace amounts of aerosol carbonate. A Finnigan MAT 252 mass spectrometer fitted with an on-line Kiel device was to determine the ^13C/^12C ratio in CO2 produced from the carbonate. A study using these methods was conducted to characterize the carbonate carbon isotopes in aerosol samples collected in Xi‘an on dusty and normal days during March and April 2002. Results of the study demonstrate that insights into the origin of the dust can be deduced from its isotopic composition. That is, the δ^13C ofcarbonate for dust storm samples ranged from -1.4‰ to -4.2‰, and this is consistent with sandy materials in dust source regions upwind. In contrast, for non-dusty days δ^13C ranged from -7.5% to -9.3‰, which is more similar to fine particles emitted from local surface soils. Comparisons of dust storm aerosols with surface soils from source regions and with aerosol samples collected downwind indicate that the δ^13C values did not change appreciably during longrange transport. Therefore, carbon isotopes have the potential for distinguishing among source materials, and this approach provides a powerful new tool for identifying dust provenance.     

毛乌素沙地上空沙尘暴的前向轨迹及其影响范围

基于气象数据、MODIS遥感影像数据和NCEP再分析资料, 利用HYSPLIT模型模拟2000—2019年毛乌素沙地上空不同海拔高度(500, 1000和1500 m)各季节沙尘暴的前向轨迹, 并与遥感影像识别出的沙尘信息进行比较, 识别毛乌素沙地沙尘暴的影响范围。结果显示: 1) 在过去的20年中, 共有143个沙尘暴月和387个沙尘暴日, 并且 2004 年以来, 毛乌素沙地发生沙尘暴的频率逐渐降低; 2) 季节性气候条件对毛乌素沙地沙尘暴的移动路径有很大的影响, 春季沙尘暴发生频率较高, 秋季发生频率最低; 3) 受毛乌素沙地沙尘暴影响的国内地区主要包括陕西省北部、山西省北部、河北省北部和中部、山东省北部和中部、北京市、天津市、内蒙古自治区东部以及东北三省, 国外受影响的地区有朝鲜、日本北部以及俄罗斯与我国交界处, 受影响的海域有渤海、黄海北部和日本海西北部。遥感影像与HYSPLIT模型的比较提供了一种对沙尘运输、扩散和沉积过程进行验证和加深了解的有效工具, 研究结果可以为防灾减灾决策及沙源地治理提供科学的参考依据。     

利用HITRAN资料研究黑碳和沙尘气溶胶粒子的光学特性

在IDL程序语言中实现Mie理论的数值算法,利用HITRAN资料提供的气溶胶粒子复折射指数,计算分析了沙尘、黑炭2种气溶胶粒子在不同半径（1μm,2.5μm和10μm）时,对波长为400nm和860nm光的散射效率以及散射相函数矩阵元素。结果表明：黑炭与沙尘有明显的光学性质差别,沙尘粒子不仅散射效率大于黑碳,而且后向散射比黑碳粒子强。 2种粒子对400 nm和860 nm太阳光的偏振也不同,可以利用此特性鉴别这2种气溶胶。     

西部沙漠化与沙尘风暴问题的探讨

根据我国西部地表植被向恶性循环方向发展，土地沙漠化面积迅速增长，沙尘风暴日趋频繁的具体情况，以生态系统科学为指导，采用多学科紧密合作方式，分析了中国西部沙漠化和沙尘风暴存在的主要问题，并进一步探讨了沙漠化和沙尘风暴形成的原因和对发展所造成的危害，因地制宜提出了相应的治理对策。     

鄂尔多斯地区一次沙尘天气过程初步分析

本文就2011年4月29日鄂尔多斯地区一次沙尘天气过程,利用HYSPLIT模式分析,发现此次沙尘天气的沙源,除了本地沙源之外,鄂尔多斯地区西北方也是主要的沙尘来源地之一,并且得知鄂尔多斯此次沙尘天气的沙尘快速地影响到了下游东南方向,其中主要是中低层沙尘。     

沙尘天气对内蒙古草原城市大气环境质量的影响研究

沙尘不仅是生态环境恶化的重要标志,也会污染大气环境,影响气象、气候和人体健康。为了探讨沙尘天气对内蒙古草原城市大气环境的影响,综合利用遥感影像与地面观测数据,研究了沙尘天气对锡林郭勒盟草原城市大气环境质量的影响,以期为沙尘天气环境影响评价提供理论依据。研究表明利用MODIS(the moderate resolution imaging spectroradiometer)数据可以实现沙尘活动的遥感监测,结果与基于地面观测发生规律一致;并得到气溶胶自动观测网(aerosol robotic network,AERONET)AOD(aerosol optical depth)产品验证。沙尘天气引起草原城市能见度下降,空气环境质量下降。大气污染主要由颗粒物的增加引起;但伴随沙尘天气的大风使CO、NO_2、SO_2等污染物浓度下降,具有清除人为源所排放污染物作用。     

利用GPM卫星观测和WRF模拟研究与沙尘混合的中纬度锋面系统中云、降水和潜热的特征（英文）

2017年5月3日，一场来自蒙古国和中国内蒙古的强沙尘暴向中国东北移动，与一个典型的中纬度锋面系统相遇。本文利用GPM卫星观测、WRF模式模拟和再分析数据集，研究了沙尘气溶胶对云、降水和潜热(LH)的冰核效应。WRF模拟正确地反映了系统的主要特征，模拟的地面降雨率分布与GPM微波成像仪的反演值呈正相关，相关系数随着对降水率进行平均的面积增大而增大。WRF模拟的降雨垂直结构与GPM双频降雨雷达(DPR)观测也具有较好的可比性，尤其是在低层。卫星观测和模式模拟的不同高度降雨率联合概率分布之间存在～0.80的强正相关。根据葵花8卫星的气溶胶光学厚度观测和大气环流分析，此次沙尘暴仅侵入锋面降水系统西北边缘的狭长地带。只有在精心挑选的重沙尘区，WRF模拟才显示出沙尘气溶胶可以增强非均质冻结过程，从而导致较多的云冰、降雪、高空降水率和潜热，且这种效应只在-15℃至-38℃的温度下显著，并且要求沙尘数浓度大于106 m^-3。在此类个例研究中，准确地划定含沙尘区域非常重要。在选定的垂直截面中，WRF模拟潜热和DPR反演潜热在垂直形状和大小方面具有一定的可比性。它们都可以反映倾斜的...     

取向数对非球形沙尘气溶胶光学特性的影响

利用离散偶极子近似法研究了旋转椭球体沙尘气溶胶粒子在尺度参数变化范围为0.1~23时(波长0.55!m对应有效半径为0.01~2!m)的光学特性,并通过分析比较不同取向数下光学特性的差别,研究取向数对非球形沙尘粒子光学特性的影响。对单分散系,较少的取向数使旋转椭球体沙尘气溶胶粒子的各光学参量对于取向的选取敏感,但随着取向数的增多,沙尘粒子的各光学量逐步趋于一致。对多分散系,受粒子谱分布积分效果的影响,旋转椭球体沙尘气溶胶粒子对取向的敏感度,相比单分散系要稍低一些。粒子的非球形程度对获得随机取向光学特性取向数的选取也有影响,粒子非球形特征越明显,获得随机取向光学特性所需要的取向数越多。以多分散的旋转椭球体沙尘粒子为例,要获得随机取向沙尘粒子的消光效率因子、单次散射反照率和不对称因子(相对偏差在1%以内),轴半径比为16的非球形程度所需的取向数超过500,而轴半径比为2的非球形程度所需的取向数则仅超过100。     

塔中石油基地沙尘天气的变化趋势及影响因素

通过对塔中石油基地1997-2005年浮尘、扬沙和沙尘暴的季节变化和年际变化分析,表明;塔中沙尘天气多出现在春、夏两个季节。塔中沙尘天气近9a总的趋势是整体平稳,变化幅度不大,沙尘暴的日数减少,浮尘和扬沙日数有所增加。沙尘天气与气温、降水、蒸发量、季风等气象要索有一定的关系,同时也受到人类活动的影响。     

乌拉特中旗地区沙尘天气初步分析

文章研究了乌拉特中旗地区1991年1月至2007年8月的沙地扬沙,沙尘暴天气的气候特征,概括了沙尘天气日变化、季节变化、年变化的基本情况,以及有利于沙尘天气的地面天气形势。分析了沙尘天气的天气形势及其原因。