第三極碳質氣溶膠含量水平、時空變化和來源研究獲進展

近日，中國科學院西北生態資源環境研究院冰凍圈科學國家重點實驗室、青藏高原地球科學卓越創新中心康世昌團隊與中科院青藏高原研究所、國際山地綜合發展中心、中山大學等合作，系統研究了第三極及其周邊區域碳質氣溶膠的含量水平、時空變化和來源，並重點分析了黑碳（EC或BC）的吸光特性及其影響因素。

碳質氣溶膠，主要包括有機碳（OC）和EC，能夠通過吸收或散射太陽輻射，從而影響區域的氣候變化。沉降到冰凍圈的EC，還可降低雪冰反照率而加速冰川和積雪的消融。由於毗鄰南亞和東亞兩個全球最大的碳質氣溶膠排放區，以青藏高原為主體的第三極被認為是世界上最容易受碳質氣溶膠影響的區域之一。

該研究對第三極及其周邊區域19個監測點2013-2017年碳質氣溶膠的觀測數據進行了系統分析。研究發現，該區域內OC、EC含量由周邊區域向青藏高原內部呈現明顯降低趨勢，這主要受局地排放、傳輸過程和氣象條件影響。城市地區，如加德滿都、卡拉奇、馬爾丹等OC和EC含量非常高，且呈現季風期低而非季風期高的變化特徵。其中，巴基斯坦的馬爾丹含量最高；青藏高原內部的偏遠區域，如納木錯、阿里等OC、EC含量遠低於城市地區。青藏高原南部和北部兩個區域大氣中碳質氣溶膠含量呈現不同的季節變化特徵，表明兩個區域受不同來源污染物的影響。除受長距離傳輸污染物的影響外，青藏高原內部也受局地生物質燃燒排放的影響。OC/EC比值的分析也表明，青藏高原中部明顯受到生物質燃燒排放的貢獻，而邊緣區域還受來自上風向遠距離傳輸的化石燃料燃燒排放的影響。同時，二次有機氣溶膠和沙塵也是影響OC、EC分布的重要因素。

研究還發現，第三極大氣中EC在632nm的質量吸收截面（MACEC）範圍為6.56至14.7m2g-1，也呈現由邊緣向內部逐漸升高的空間分布特徵，城市地區MACEC較低是由於局地排放污染物的影響；大量的棕色雲也能顯著降低南亞城市區域的MACEC，而偏遠地區大氣中EC在傳輸過程中受老化、包裹等的影響較大，因此MACEC值較高。

該項研究涵蓋了第三極覆蓋區域最廣的大氣BC和EC第一手監測資料，為模式模擬碳質氣溶膠的氣候效應提供了基礎。

相關成果發表在Environmental Pollution上。論文第一作者為陳鵬飛，通訊作者為康世昌。該研究獲得中科院戰略性先導科技專項、第二次青藏高原綜合考察、中科院前沿科學重點研究項目、國家自然科學基金、「西部之光」項目、冰凍圈國家重點實驗室基金等共同資助。

圖1 研究區碳質氣溶膠空間分布特徵

圖2 城市地區OC、EC季節變化特徵

圖3 偏遠地區OC、EC季節變化特徵

圖4 研究區OC/EC比值空間分布特徵

圖5 研究區MACEC空間分布特徵

來源：中國科學院西北生態環境資源研究院

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