第七届青年地学论坛

    沙尘气溶胶是对流层气溶胶的重要组成部分，约占对流层气溶胶的40%左右。排放进入到大气中的沙尘粒子对环境空气质量、人体健康、大气辐射和海洋生态系统都具有一定的影响，因此目前对沙尘气溶胶的观测研究受到多个学科领域学者的共同关注。本研究结合环境科学、大气科学和海洋科学等多学科研究手段，针对2021年3月14日-17日（以下简称沙尘事件1）和2021年3月27-29日（以下简称沙尘事件2）中国北方发生的两次沙尘事件的空间输送、化学特征及其对西北太平洋的生态影响进行了综合分析。
    中国空气质量地面监测网、风云4号卫星、葵花卫星和CALIPSO星载激光雷达等数据用于研究沙尘的空间输送过程。结果显示两次沙尘事件均是在低压气旋的移动下，由蒙古国跨境输送到中国境内。受风场变化的影响，沙尘事件1在中国境内停留时间更长，历经“回流”过程，向南输送较远，抵达30°N附近。沙尘事件2整体则向东输送更明显，抵达日本岛以东海域。
    北京近地表气溶胶浓度及组分监测站、AERONET观测资料和地基激光雷达用于研究北京市沙尘过境特征及沙尘粒子的化学组分特征。结果显示沙尘事件1于3月15日7-8时抵达北京，并于3月16日16时左右回流至北京，沙尘期间PM₁₀浓度最高达7.53 mg/m³。沙尘事件2于3月28日5-6时抵达北京，并于当日15时左右过境结束，沙尘期间PM₁₀浓度达到2.43 mg/m³。AERONET北京站点的AOD数据显示的沙尘过境信息与近地表颗粒物变化基本符合，但是对沙尘响应更迅速，比近地面的颗粒物浓度变化提前约数个小时。两次沙尘抵达北京市时垂直高度约2km，且沙尘期间大气颗粒物中的K, Fe, Ca, Mn和Ba等金属组分增加明显，其中Fe在PM_2.5中的比例分别达到4.60±0.64%和5.32±1.60%，显著高于北京道路尘中Fe的比例。
    葵花卫星的AOD数据和MODIS的叶绿素数据用于研究沙尘事件对西北太平洋海洋生态的影响。结果显示沙尘事件2引起西北太平洋海域上空AOD以及海表叶绿素浓度的显著增加。AOD和叶绿素的浓度变化有良好的相关性，时滞取4天时，二者的线性相关系数为0.56，表明沙尘事件2对西北太平洋浮游植物的增殖起到一定促进作用。

东亚沙尘；西北太平洋；空间输送；化学组分；生态效应