文摘

东亚的三维演化沙尘暴在2009年4月23日是研究利用区域空气质量模式系统(RAQMS)和卫星测量。这个严重的沙尘暴袭击太大在中国东部与日常的意思是下午10浓度达到1400μg / m3和模型捕获点10变化得相当好。模拟大气气溶胶的空间分布和垂直的气溶胶消光系数在沙尘暴与MODIS和卡利普索数据相比,证明RAQMS能够再现三维结构和沙尘暴的发展得相当好。早期的沙尘暴期间,每日平均dust-induced AOD超过2.0在尘源区域(戈壁滩和塔克拉玛干沙漠),在1.2 - -1.8华北平原,约占98%,90%的总该相应区域,分别。顶部的沙尘暴到达中国东部约8公里,粉尘浓度高的定位在40°N。沙尘气溶胶低于2公里运输偏西风为主的戈壁沙漠,尘埃2公里以上一起被运出中国40°-45°N。

1。介绍

沙尘气溶胶是气溶胶的一个最重要的组件,因为它是一个主要贡献者全球大气气溶胶加载和光学厚度。最近的估计其全球源强度范围从1000到5000吨/年高度变化的时空分布(1]。表面风速足够强大时,尘粒从源地区注入到大气中,然后进行远程传输(2- - - - - -6),空气质量退化,甚至令人不安的区域气候。例如,黄等人发现粉尘气溶胶可以加热空气在塔克拉玛干沙漠在夏季最多5 K /天(7];刘等人发现粉尘可引起东亚季风异常(8]。

东亚是世界上主要尘源的地区之一。主要有两个来源,即在中国西部塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠南亚蒙古和中国北方。沙尘暴是最活跃的在春天3,4]。严重的沙尘暴不仅对东亚本身产生重大影响,也可以达到到北美西海岸(9]。几种方法被用来理解进化和东亚沙尘暴影响大气环境和气候。原位取样(例如,4,10])和遥感地面激光雷达(例如,11通过卫星(例如,[])和9理解来源])是主要方法,光学性质,成分、沙尘暴和空间分布。自2006年以来,一个新的仪器,天基two-wavelength, polarization-sensitive后向散射激光雷达,“与正交偏振激光雷达(CALIOP)上“激光雷达和红外探路者卫星观测卫星(卡利普索)开始提供持续的全球测量气溶胶垂直分布与高空间分辨率(12]。这个工具提供了一个自上而下的观点研究气溶胶的垂直结构,包括灰尘。卡利普索测量基础上,一些研究调查垂直特性和沙尘暴的时空变化(例如,13,14])。数值模型是另一个重要的科学工具在理解尘埃相关的问题,因为它能够表示和解释复杂的过程和机制进化的尘埃。已经建立了大量的灰尘模型和应用调查尘埃的一代,远程运输、气候影响,扰动在东亚大气化学(例如,5,6,15- - - - - -17])。

在本文中,我们研究了沙尘暴的三维结构和演化在东亚2009年4月通过利用区域空气质量模式系统(RAQMS),主要集中在沙尘暴期间4月23日。原位观察在峰会上的太大(定位在中国东部),气溶胶光学厚度的卫星检索(AOD),收集和天基激光雷达测量和用于验证模型模拟和沙尘暴的运输过程进行调查。空间分布的尘埃气溶胶和dust-induced大气气溶胶,以及垂直分布的尘埃消光系数在沙尘暴期间,进一步讨论。

2。模型描述

区域空气质量模式系统(RAQMS)是一个三维欧拉模型构造地形跟踪球面坐标系统。模型包含一系列关键过程与大气污染物包括发射、平流、扩散、多相化学、干沉积和湿清除(6,17]。SAPRC99(全州空气污染研究中心)机制提出的卡特(18)是应用于气相化学。ISORROPIA II模式被嵌入到RAQMS代表热力学平衡过程中无机气溶胶(19]。大部分产量计划被用来处理二次有机气溶胶的形成(SOA) (20.]。沙尘气溶胶和气体之间的异构反应也被认为是(21]。无机和碳质气溶胶被认为符合对数正态分布分布和解决好模式。土壤尘和海盐气溶胶是由sized-segregated子模块包括关键过程等灰尘和海盐的一代,干沉积和湿清除,灰尘被划分为10个箱子大小从0.43μ米到42μm和海盐分为8个大小箱子从0.43μ米至17.5μ米(6]。干沉积的气态物种被参数化方法的基础上沃姆斯利和韦斯利22硫酸]除了气相的干沉积速度计算的方法Walcek et al。23]。干沉积速度计算气溶胶的总电阻的倒数+重力沉降项(6]。次网格云混合,清除气体种类,和水化学在第二代区域类似酸沉积模式24]。Below-cloud扫气云基地和地面之间的气溶胶参数化是基于一个表达式的清除速率的函数由水汽凝结体粒子的沉淀率和碰撞效率(6]。无机气溶胶被视为内部混合,而黑碳、有机碳、灰尘、和海盐被视为外部与无机混合组件。kappa参数化(25)采用气溶胶的吸湿增长占直径。气溶胶光学特性如灭绝,单散射反照率和不对称系数的计算是通过Mie-theory-based方法(26]。RAQMS模型已经在许多研究促进东亚区域环境问题如对流层臭氧、酸沉降、和沙尘暴6,17,27]。

在这个工作RAQMS促进的水平分辨率 。十二垂直层不均匀地从地面延伸到约10公里(每一层的中间高度约50米,150米,300米,500米,750米,1500米,2500米,3500米,4500米,6000米,7500米和8950米)。模型域覆盖东亚大部分地区包括大多数中国、朝鲜半岛、日本、蒙古、西太平洋,介于75°E 145°E和20°N 50°N(图1)。


图1
模型域,太大的位置,主要的地标。

每月不同的人为排放库存有限公司(一氧化碳)x(氮氧化物)2(二氧化硫),公元前(炭黑),POC(主要有机碳),NMVOCs (non-methane挥发性有机化合物),和初级颗粒物质(发出工业、建筑业、暴露面,等等)是获得MEIC(中国)多分辨率排放清单模型由清华大学(http://meicmodel.org)中国和美国NASA(国家航空和宇宙航行局)INTEX-B(洲际化学传输实验阶段B)项目28其余的域。MEIC库存在2009年用于表示发射条件,和INTEX-B库存是基于2006年。每月生物质燃烧排放得到火从全球排放数据库版本3.1基于2009年(29日]。

nonhydrostatic,第五代中尺度模式(MM5)应用于提供气象领域的风、温度、湿度、和其他参数驱动RAQMS。四维数据同化(FDDA)技术运行时使用MM5提高模拟精度的关键气象参数。摘要(国家环境预报中心的)再分析数据与6小时的时间分辨率和空间分辨率 被用来提供MM5的初始和边界条件。

3所示。观察

每天下午10样品被收集在一个24小时的间隔从3月27日到2009年4月26日在峰会上一座山的网站(太大,36.27°N, 117.10°E, 1545 a.s.l。,图1在中国东部。4月24日一个密集的沙尘暴抵达太大,在此期间点10采样时间变成3 - 6小时。信息的观测数据工具和分析方法等详细记录在王et al。10]。

日常大气气溶胶数据在550 nm的MODIS(中分辨率成像光谱仪)Aqua卫星收集。两个大气气溶胶产品,即三级MODIS“陆地和海洋大气气溶胶产品和三级“深蓝土地只有“大气气溶胶产品,用于模型验证在沙尘暴期间。“陆地和海洋”的产品可以提供检索领域的粉尘来源包括海洋和东/华南区域,但它不能提供足够的检索在沙漠地区。“深蓝土地”的产品,然而,可以提供检索整个大陆包括沙漠地区从理论上讲,但是这个产品不提供任何检索在海洋。同时使用这两种产品可以获得尽可能多的大气气溶胶信息这沙尘暴。这两个产品的分辨率 。船上MODIS Aqua的检索时间大约是13:30(当地标准时间)。MODIS仪器还上另一个卫星Terra;然而,这沙尘暴期间,数据质量的检索MODIS-Terra太低,所以MODIS-Terra数据没有在这项工作中使用。

气溶胶的垂直分布和云天基激光雷达测量的信息CALIOP卡利普索卫星(上12]。CALIOP级别2气溶胶概要(版本的产品。3.01)包含气溶胶消光系数在532 nm得到和使用在这个研究来验证建模的气溶胶消光系数配置文件。CALIOP级别2的水平分辨率气溶胶资料产品5公里,垂直分辨率是60米。激光雷达信号反演从周围30公里到地面。大气体积描述(AVD)旗帜和“歧视(CAD)得分,2级产品中包含被用来屏蔽气溶胶消光系数的概要文件包含云信号由用户指南网页(中描述的方法http://www-calipso.larc.nasa.gov/resources/calipso_users_guide/tools/index.php)。CALIOP测量可在日间和夜间。考虑数据质量,每天一个概要文件被选模型中的域在天23日,24日和26日两个配置文件使用25天。

4所示。模型验证

4.1。与地面点10观察在太大

对比模拟,观察日常的浓度点10和无机成分太大从3月27日到2009年4月26日呈现在图2。模型复制点的大小和时间变化10集中在这个网站和正确地捕获沙尘暴4月23日的到来,4月24日峰值,其通过在4月25日。观察表明,沙尘暴的力量是如此强大,每日平均点10浓度高达1400 ~μg / m3和最大浓度接近~ 1800μg / m3(采样间隔3小时)。模型捕获这样的特征,预测每天的下午10~ 1600μg / m3。在观察期间,意味着点10从201年观测和模拟浓度μg / m3和200年μg / m3与相关系数分别为0.92。硫酸盐、硝酸盐和铵,模型通常复制时间变化,但倾向于低估了日常的浓度,这可能是由于相对粗模型分辨率不能区分他们的排放城市和山区之间的梯度。此外,硝酸的化学机制过于复杂,不能治疗在大气化学模式,这也是一个原因导致硝酸盐的相对表现不佳。例如,在气态前体(HNO异构反应3N2O5,没有2等)和大气气溶胶(灰尘和其他气溶胶类型)21和HONO化学机制的影响30.现在不是很清楚。应该提到,硝酸和氮氧化物也常常缺乏预测在当前化学传输模式(27,31日]。在采样周期,观察硫酸的浓度,硝酸盐和铵16.7μg / m3,20.1μg / m3和12.0μg / m3而从模型分别模拟了13.5μg / m3,15.2μg / m3和7.4μg / m3。与观测的比较。大表明严重的沙尘暴袭击中国东部在4月23日和证明RAQMS复制这沙尘暴在中国东部的影响两方面适当时机和力量。在下面几节中,模型与遥感测量将集中在沙尘暴期间。

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图2
对比观察和模拟地面每天平均浓度点10硫酸( ),硝酸( )和铵( 在太大)。
4.2。与MODIS大气气溶胶进行检索

图3显示每日AOD检索从MODIS Aqua卫星和模型的结果。模拟大气气溶胶采样是根据相应的MODIS的检索。从深蓝MODIS检索(图3 (c)),沙尘暴发生在4月23日在戈壁沙漠;因此,大气气溶胶在戈壁沙漠约为2.0 - -3.2。与此同时,大量的灰尘也产生在塔克拉玛干沙漠,导致最大的大气气溶胶接近4.0。模型正确地复制的位置高AOD中心对这些沙漠,但一些overprediction(图3 (d))。沙尘气溶胶几乎是唯一因素总大气气溶胶对尘源地区,与贡献高达98%的比例在两个沙漠估计的模型(如图3 (b)和3 (d)分数值)。

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图3
从MODIS气溶胶模型在2009年4月23日至26日期间550海里(LST): (a) MODIS Aqua“陆地和海洋大气气溶胶产品;(b)模拟大气气溶胶取样根据();(c) MODIS Aqua”深蓝的土地只有“大气气溶胶产品;(d)模拟大气气溶胶采样(c)。卡利普索(红线)轨道路径和路径倍(每条路径的底部,UTC时间,MM-DD HH: MM: SS)提出了MODIS气溶胶数据((一),(c))。部分贡献的尘埃总大气气溶胶示建模的大气气溶胶数据((b)、(d)、红等值线与浅蓝色的数字)。

沙尘暴的主体来自戈壁滩偏西风为主转移到华北平原4月24日,施加重大影响。MODIS检索(数字3(一个)和3 (c))和模拟(数字3 (b)和3 (d))揭示了该中心在华北平原高值在1.2到3.6范围;同时,检索和模拟表明,大气气溶胶在塔克拉玛干沙漠是在1.0到-4.0之间。尘埃总大气气溶胶的贡献仍然保持在一个较高的水平。尘埃的模型估计的贡献比例是90%在华北平原的大部分地区在塔克拉玛干沙漠和> 90%。

沙尘暴的主体将进一步向南4月25日,但强度较弱。MODIS检索表明,4月25日,高AOD出现在中国南方(南部地区长江中下游)值约为1.2 - -2.0(图3(一个))。模型复制的大小和分布模式大气气溶胶在这些区域(图3 (b))。然而,模型略有低估了大气气溶胶在塔克拉玛干沙漠和华北平原的部分(数据3 (c)和3 (d))。在这一天,小尘埃总大气气溶胶的贡献成为在中国东部,估计百分比从40%到60%不等高大气气溶胶在华南地区。应该注意到,有灰尘在中国东北的一个分支,没有描述清楚为主体的沙尘暴卫星数据由于相对较小的AOD值和有效检索数据不足,和模型复制这个分支。

这沙尘暴几乎完成了4月26日。MODIS(图3(一个))和RAQMS(图3 (b))表示,高大气气溶胶主要出现在中国南部,与值下降到0.8 - -1.6的范围内,和尘埃仅占约40%的总在大部分这些地区大气气溶胶。模型低估了大气气溶胶在塔克拉玛干沙漠的这一天(数字3 (c)和3 (d))。

4.3。比较与CALIOP产品

卡利普索卫星的轨道大约穿过身体的沙尘暴被选为每一天(见图3(一个)和3 (c))描述的垂直进化尘埃运输。图4礼物的气溶胶亚型信息(左列)和气溶胶消光系数在532 nm CALIOP测量(中间列)和模拟气溶胶消光系数的垂直分布在550 nm(右列)。本研究主要侧重于尘埃气溶胶,部分贡献的尘埃气溶胶消光估计的总模型也显示出来。尘埃柱的主体被认为大于0.7的分数值。

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图4
左栏:从CALIOP测量气溶胶的垂直分布亚型(0 =不适用,1 =清洁海洋,2 =尘埃,3 =污染的大陆,4 =干净的大陆,5 =污染灰尘,和6 =烟);中间列:气溶胶消光系数的垂直分布在从CALIOP 532海里;右列:模拟气溶胶消光系数在550海里。红色轮廓覆盖在仿真结果部分贡献的尘埃气溶胶消光系数。日期在图标题是当地标准时间而在图标题轨道次协调世界时。

4月23日在戈壁沙漠沙尘暴发生时,卡利普索卫星飞越这粉尘源区。沿着这轨道(图4(一)),一个纯粹的尘埃羽CALIOP检测的范围约为37°N 45°N之间的高度约1公里8公里(左列在图4(一))。相应的测量气溶胶消光系数的分布(中间列在图4(一)显示最大的值(≥1.0公里−1)定位在40°N和相对较大的值(0.3 - -1.0公里−1)定位在40°N和45°N低海拔地区(1 - 3公里),表明大部分尘埃气溶胶分布低于3公里左右。右列在图4(一)是模拟气溶胶消光系数的垂直分布和部分贡献的尘埃气溶胶消光系数大于0.7。发现该模型合理地反映了跨度(37°-45°N)和海拔高度(从表面到大约7公里)的尘埃羽,繁殖最大的气溶胶消光系数中心在40°N在3公里左右,但似乎低估了测量模型。应该注意的是,检索的CALIOP气溶胶消光系数≥1.0公里−1(在红色中间列图4)是更高的不确定性,它可以用来反映尘埃柱定性而不是定量的。

在4月24日的午夜(UTC时间,4月23日)下午,卡利普索卫星穿过华北平原的主体是受沙尘暴(见图3)。气溶胶分为纯尘埃CALIOP坐落在35°N和40°N和从表面延伸到约10公里(左列在图4 (b))。测量气溶胶消光系数≥1.0公里−1被发现从表面延伸到大约3公里的纬度禁令内35°-40°N,但值大幅下降约0.1公里吗−14公里以上,表明大部分沙尘气溶胶被限制在这个高度(中间列在图4 (b))。模型合理地模拟位置(35°N约42°N)和垂直扩展(从表面到8公里)的尘埃羽但高估了总气溶胶消光系数高于4公里(右列在图4 (b))。

当前CALIOP气溶胶概要文件(图4月25日的午夜4 (c))属于一个轨道路径跨越沙尘暴的末端(图3)。CALIOP探测到,尘埃气溶胶位于35°N和40°N和1公里至10公里(左列在图4 (c)),气溶胶消光系数高的中心(约0.4 - -1.0公里−1)出现在高度约3公里(中间列在图4 (c))。模型模拟的位置和沙尘气溶胶的垂直分布相当不错(右列在图4 (c));然而,尽管模型模拟最大贡献的尘埃气溶胶消光系数在2 - 3公里(分数值≥0.9),它低估了这种高强度气溶胶消光系数由CALIOP中心显示。

CALIOP检索和模拟另一个轨道路径穿越西太平洋(参见图4月25日的中午3(一个)和3 (c))如图4 (d)。沙尘暴的主体被发现在大约35°-40°N(左和中间列在图2 - 4公里4 (d))。模型合理复制尘埃柱的主要特点(右列在图4 (d))。CALIOP测量和模拟表明,有灰尘羽运出纬度之间的大陆大约35°-40°N在海拔2 - 4公里4月25日。分析MODIS和CALIOP检索显示沙尘暴在两个方向输送;一个是偏西风为主通路从中国南部的戈壁沙漠;另一个是一个向东途径从源区到西太平洋。

卡利普索轨道路径也经过尘埃羽流的末尾(见图4月26日3(一个)和3 (c))。检测到尘埃柱可以分成两个主要部分,即(1)25°-30°N,低于3公里,和(2)30°-35°N,从表面到10公里(左列在图4 (e)),气溶胶消光系数约为0.3 - -1.0公里−1约0.1公里−1分别(中间列在图4 (e))。相应的模拟气溶胶消光系数通常与尘埃羽流的测量特性一致,但是模型似乎低估了贡献的尘埃气溶胶消光系数的第二部分羽下面3公里(右列在图4 (e))。模型还再现了尘埃柱之间的垂直从表面延伸到约8公里35°和45°N(右列),由CALIOP列为“污染尘埃”(左列)。

比较了部分4证明RAQMS能够代表时间,水平,垂直进化的沙尘暴在23日至4月26日,2009年,相当不错。这支持模型的可靠性分析的尘埃在以下部分结构及其演化过程。

5。沙尘暴的三维结构及其演化过程

图5(一个)介绍了每日平均地面粉尘浓度和dust-induced大气气溶胶在沙尘暴期间,和图5 (b)显示了每日平均垂直分布的粉尘浓度和尘埃消光系数为华东(纬向平均从105°E 125°E)。在沙尘暴爆发(4月23日),生成大量的尘埃气溶胶在戈壁沙漠塔克拉玛干沙漠,最大程度上的每日表面浓度超过8毫克/米3两个来源地区。沙尘气溶胶导致最大程度上的每日平均dust-induced大气气溶胶的2.0这两个沙漠。中国东部的粉尘浓度的垂直廓线显示有粉尘浓度中心约40°-41°N,最大的浓度(> 1.4毫克/米3)和消光系数(> 0.3公里−1)位于低于约200(第二模型层)。沙尘暴的顶部超过8公里(第11层),粉尘浓度高(≥1.0毫克/米3)和大的尘埃气溶胶消光系数(≥0.2公里−1)从表面延伸至接近7公里(10层)由于垂直混合。

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图5
每日的意思是(a)表面粉尘浓度(毫克/米3)和dust-induced大气气溶胶(蓝色轮廓与数字)和(b)截面平均超过105°-125°E的粉尘浓度(毫克/米3)和尘埃消光系数(公里−1与数字),蓝色轮廓沙尘暴期间(4月23日)从模型模拟。

4月24日,沙尘暴的主体运输偏西风戈壁沙漠,导致每日平均地表粉尘浓度约为1.0 - -1.5毫克/米3和日常的意思是1.2 - -1.8的尘埃气溶胶华北平原的大部分地区。粉尘浓度和尘埃气溶胶可能在1.0 - -1.5毫克/米的范围3-1.2和0.6对黄河中下游的这一天。应该注意到,还有一个大型AOD中心(1.2 - -1.8)和锋利的梯度定位在中国东北,那里的地面粉尘浓度很低;这是因为尘埃的一个分支被运东戈壁沙漠在高海拔地区。高粉尘浓度约为1.0 - -1.2毫克/米3直接从附近的表面延伸到大约2公里(6 7日开出层)在36°N。超过2公里,粉尘浓度中心北转向近39°N。高粉尘浓度主要出现在高海拔地区(如2 - 4公里)而不是在表面上在这一天,导致最大的尘埃消光系数约0.24公里−1出现在约2.5公里(7层)。

沙尘暴的主体运往中国南方4月25日,导致地面粉尘浓度0.5 - -1.5毫克/ m3在南部的长江中下游。同时,中心高dust-induced AOD因此搬到华南,但价值降低到0.4 - -0.8。高AOD中心在中国东北仍远但最大值下降约1.8至0.4。沙尘暴的顶部(粉尘浓度≥0.2毫克/ m3)降至约4.5公里(第9层)在中国东部。垂直方向的高粉尘浓度下降到0.6 - -0.8毫克/米3约26°之间-32°N,尘埃消光系数也削弱了约0.12 - -0.16公里−1。粉尘浓度以及尘埃消光系数高约2.5公里(7层),那么在35°之间的表面和40°N。高尘埃消光系数中心在中国东北被发现在大约6公里(10层),的最大值约为0.04公里−1。垂直分布模式的粉尘浓度和尘埃消光系数为4月24日和25日透露,沙尘暴的运输途径分为两个在中国东部:低空通路(下图2公里)从戈壁沙漠往东南方向中国南方,而高空通道(2公里以上)是在一个向东方向从源区到西太平洋沿着35°-40°N,符合比较卫星测量和模拟之间的部分4.2和4.3。风的方向变化在不同海拔的原因。这两天,风的方向高度低于2公里/华东以北风为主,导致向南运输的尘埃气溶胶;然而,在海拔2千米以上,向西和向西北华东控制;因此,戈壁沙漠的沙尘气溶胶是转达了35°之间的西太平洋和40°N(风场的数据没有显示)。

沙尘暴将进一步南4月26日,地面浓度较低(0.5 - -1.0毫克/米3)和较小的报道。因此,dust-induced AOD下降到0.2 - -0.4在中国南方。沙尘暴的顶部也进一步降低至接近2.5公里(7层)。高尘中心位于大约25°N,日常的浓度0.4 - -0.6毫克/ m3和尘埃消光系数约为0.12 - -0.14公里−1。沙尘暴集实际上是在这一天完成。

这沙尘暴期间(2009年4月23日),模型估计,总计2.24×104Gg尘埃粒子生成在戈壁沙漠塔克拉玛干沙漠。约50% (1.12×104Gg)排放粉尘被干沉积过程中沉积到了地上。干沉积的灰尘大约是5 - 15 g / m2在尘源区域和数量急剧下降到小于0.5 g / m2在顺风等领域中国南部和西太平洋。除去灰尘由于湿清除过程生成的尘埃颗粒的约占16%。不同于干沉积、湿清除主要发生在顺风等华北地区,长江的中下游,和西太平洋。湿法回收粉尘的数量是估计的范围约为0.5 -10 g / m2在顺风的地区。其余34%的排放粉尘受到远程运输。

6。结论

沙尘暴发生的三维演化从2009年4月23日至26日在东亚是调查使用RAQMS区域模型。本研究主要集中在模型的验证和分析沙尘暴进化。各种各样的原位观测数据包括地面点10和无机气溶胶观测在太大,从MODIS气溶胶光学深度(AOD)检索,并概要气溶胶消光系数和气溶胶亚型CALIOP信息被用来评估模型的性能和沙尘暴的发展进行调查。与地面观测在太大,模型复制沙尘暴的大小在4月23日,预测最大程度上的每日下午10~ 1600的浓度μg / m3靠近观察每天的下午10~ 1400的浓度峰值μg / m3。整个观测期间(3月26日4月27日),平均点10浓度太大的观测和模拟共201名μg / m3和200年μg / m3与相关系数分别为0.92。模型还合理复制无机气溶胶的浓度水平分量太大。与MODIS检索证明了模型表现良好繁殖的大小和分布模式大气气溶胶在沙尘暴期间,与CALIOP测量和比较表明,该模型能够合理模拟气溶胶消光系数的垂直分布。模型验证表明,该模型能够再现三维结构和沙尘暴的发展,捕捉沙尘暴的主要功能相当不错。

沙尘暴是起源于戈壁滩。在早期的沙尘暴,地面每天粉尘浓度会高于8毫克/米3在粉尘来源地区和1.0 - -1.5毫克/米3在华北平原,导致日常意味着dust-induced AOD高达2.0在沙漠地区,在1.2 - -1.8的范围内大面积的华北平原。因此,dust-induced大气气溶胶可能占98%和90%的总该在沙漠地区和华北部分地区,分别在头两天的沙尘暴。沙尘暴的顶部可能高达约8公里开始,粉尘浓度高(≥1.0毫克/米3)和大的尘埃气溶胶消光系数(≥0.2公里−1)从表面约7公里。粉尘浓度垂直分布也表明,沙尘暴的运输途径是分成两个,沙尘气溶胶在海拔较低(低于2公里)从中国南部的戈壁沙漠运送往东南而气溶胶在高海拔处(2公里以上)是中国运东35°-40°N。在沙尘暴的最后几天,虽然地面粉尘浓度,dust-induced大气气溶胶,和海拔最高的在中国南部都明显降低,尘埃总大气气溶胶的贡献在这些领域仍接近40%,暗示沙尘暴的重要意义在中国南部地区的辐射强迫。这沙尘暴期间(2009年4月23日),总共2.24×104Gg尘埃气溶胶生成估计在东亚,约50%和16%的人被干沉积和湿清除过程,和34%的人分别受到远程运输。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究得到了国家973项目(2014 cb953703)和中国国家自然科学基金(批准号41375151)。作者要感谢王教授Gehui提供观察数据太大的MODIS科学数据支持团队维护和提供MODIS大气气溶胶的检索。CALIOP数据被从美国国家航空航天局兰利研究中心获得大气科学数据中心。