基于Grimm180粒子仪对塔克拉玛干沙漠沙尘暴的定量观测

作者：明虎; 王敏仲^*; 刘新春; 杨慧娟

来源：沙漠与绿洲气象, 2021, 15(02): 26-33.

• 沙尘粒子谱
• 沙尘质量浓度
• Grimm180粒子仪
• 塔克拉玛干沙漠

为了得到沙尘粒子和沙尘质量浓度的实时定量特征,利用Grimm180粒子仪在塔克拉玛干沙漠对沙尘暴进行了实时观测。通过分析Grimm180粒子仪在2018年5月20日和24日两次沙尘暴过程观测的数据得到:在浮尘、扬沙和沙尘暴期间,PM2.5的质量浓度值随时间变化不大,一般PM2.5浓度值<1 500μg·m-3,而PM10在不同阶段的变化比较明显,数值在2 000～6 000μg·m-3。沙尘粒子谱和沙尘质量浓度谱的分布形状在浮尘、扬沙和沙尘暴基本相同,当粒子直径>0.35μm时,粒子数浓度随直径的增大近似符合M-P分布。从浮尘到扬沙再到沙尘暴,小粒子区(D≤1μm)的占比越来越小,而中粒子区(1μm<D≤10μm)和大粒子区(D>10μm)的粒子数越来越多并且占比越来越大。当粒子直径为0.35μm左右时,粒子数浓度达到最大值;当粒子直径在25～32μm时,沙尘质量浓度的值最大。在浮尘和扬沙阶段,PM2.5/PM10>25%;每分钟1 L体积内的沙尘粒子总数大约是4×105,最大沙尘质量浓度<20μg·L-1。在沙尘暴阶段,PM2.5/PM10<15%;每分钟1 L体积内的沙尘粒子总数>5×105,最大沙尘质量浓度>25μg·L-1。这些结论为准确地分析沙尘暴的定量特征提供了科学依据。

• 单位
  电子工程学院; 山东理工大学; 中国民用航空西北地区空中交通管理局; 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所