中国西北沙漠对东亚大气粉尘影响的数值试验研究

摘要

以塔克拉玛干沙漠为主的中国西北沙漠区是东亚地区主要沙尘释放源区之一,每年从这里释放的大量沙尘气溶胶给源地、周边以及下游地区的大气环境、土壤和工农业生产造成巨大危害.本文利用美国大气研究中心(NCAR)的公用气候模式(CCM3)与一个沙尘释放和沉降模式(DEAD)相嵌套,建立了能够反映沙尘扬起、输送和沉降动态效应的耦合系统模式(CCM3-DEAD),通过改变中国西北沙漠-半沙漠区下垫面类型的数值模拟试验,对比分析了西北沙尘源区地表类型的改善对东亚地区沙尘释放及大气粉尘含量变化的可能影响.研究结果表明,地表覆盖状况与沙尘释放关系密切,地表类型的改善可明显抑制沙尘的释放.中国西北沙漠-半沙漠区地表的改善,可直接减弱整个中国北方甚至蒙古国的大气粉尘含量,使大气环境明显得到好转.假设以塔克拉玛干为主的沙漠-半沙漠地区不存在(假设当地地表类型以温带草原植被为主),则整个中国北方沙尘释放和沉降通量仅为目前的50﹪左右.模式中分4个粒级描述沙尘释放及沉降通量,其中1,0～2.5μm和2.5～5.0μm两个粒级的贡献约占总通量的76﹪,对比试验显示在没有塔克拉玛干等沙漠存在的情况下这两个粒径释放通量大大降低.西北沙漠-半沙漠地区沙尘释放后,经大气环流传输可直接影响中国东北、华北等东部地区大气粉尘状况,对日本、韩国及其周边地区也有一定影响.