塔克拉瑪干沙漠腹地近地層沙塵氣溶膠的理化特性垂直分布研究.pdf

1、在塔克拉瑪干沙漠腹地塔中氣象站，利用80m梯度觀測塔及BSNE梯度集沙儀采集了2014年9-10月及2015年7-11月沙塵天氣過程7個(gè)不同高度沙塵樣品，探討沙塵天氣下近地層水平輸沙通量的垂直分布規(guī)律及沙塵的粒度特征。并利用離子色譜儀同步分析了各高度的離子濃度及粗、細(xì)組分離子濃度的分布。
　　本文的主要結(jié)論如下：
　　1、沙塵水平通量、粒度的垂直分布
　　（1）近地層（0—80m）沙塵水平通量隨高度增加并不遵循冪函數(shù)或

2、指數(shù)函數(shù)分布。在0—20m，沙塵水平通量隨高度增加明顯下降，在32—63m之間，沙塵水平通量隨高度增加而增大，并且在24m、63m兩個(gè)高度處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
　　（2）沙塵粒度分布呈雙峰型，主峰值在80—110μm之間，次峰值在10—20μm之間，表明沙塵來源復(fù)雜。20m高度內(nèi)，隨高度增加，粗物質(zhì)組分增多，細(xì)物質(zhì)組分減少；而在32—63m之間，隨著高度增加，細(xì)物質(zhì)組分增多，粗物質(zhì)組分減少，風(fēng)蝕物粒徑變細(xì)。同樣，在24m和63m高度層出

3、現(xiàn)粒徑含量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，與沙塵水平通量的變化特征一致。
　　2、各高度層樣品總體離子變化
　　（1）各高度層樣品總體中，SO42-、Cl-、Ca2+、Na+是各高度主要的水溶性離子，按照濃度從高到低的順序排列為Cl-> SO42->Na+>Ca2+，這四種離子濃度之和在各高度總濃度的比例均高達(dá)91％以上。NH4+、K+、Mg2+、F-、NO3-濃度與四種主要離子含量差一個(gè)數(shù)量級(jí)，NH4+和F-的濃度最低。16m以下，水溶性離子濃

4、度隨著高度升高呈下降趨勢；24m處所有水溶性離子濃度迅速增大達(dá)到峰值，24-80m水溶性離子濃度整體上隨高度升高而下降，但在63m有略微的增大趨勢。水溶性離子的濃度與平均粒徑變化趨勢相反，平均粒徑越大，水溶性離子的濃度越小。相關(guān)性分析及線性回歸分析表明，沙漠腹地塔中沙塵顆粒中主要成分為NaCl、CaSO4、Na2SO4以及少量的CaCl2、K2SO4和KCl等。
　?。?）水溶性離子的相對含量較低，各高度水溶性離子質(zhì)量之和在粒子總

5、質(zhì)量中的含量均不足2%，與顆粒物由集沙儀收集，而集沙儀的集沙口較寬、粗顆粒更容易被收集使得沙塵顆粒粒徑較粗有關(guān)。
　　3、篩分后各高度水溶性離子變化
　　以63μm為界限對各高度的水溶性離子進(jìn)行篩分，分析粗顆粒組分（>63μm）和細(xì)顆粒組分(<63μm)中水溶性離子的垂直分布。
　　篩分后粗、細(xì)顆粒組分中水溶性離子的主要成分及分布與未經(jīng)篩分總體樣品中水溶性離子具有相似的規(guī)律，但粗顆粒組分中4種主要離子最大濃度出現(xiàn)的位置

6、（32m）高于未經(jīng)篩分總體離子中的高度（24m），且K+、Mg2+、NO3-離子濃度隨高度的分布規(guī)律不具有統(tǒng)一性?？赡苡捎诤Y分法的局限性粗、細(xì)顆粒組分存在一定的偏移造成粗、細(xì)組分中的水溶性離子的垂直分布與實(shí)際可能有一定的偏差，還需要進(jìn)一步的研究。
　　4、導(dǎo)致沙塵水平通量、粒度、離子濃度變化的主要原因
　　主導(dǎo)風(fēng)向風(fēng)速、東側(cè)縱向沙壟特殊地形及強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)是造成沙漠腹地沙壟區(qū)沙塵水平通量、粒度變化的主要原因，而沙塵顆粒粒度的