基于无人机垂直观测塔克拉玛干沙漠一次沙尘污染过程研究

作者：毕道金; 何清^*; 李京龙; 陆忠奇; 周成龙; 孟露; 姜红

来源：环境科学学报, 2022, 42(12): 298-310.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0146

• 颗粒物浓度
• 垂直分布
• 沙尘气溶胶
• 无人机
• 塔克拉玛干沙漠

利用多旋翼无人机于2021年7月30—31日对塔克拉玛干沙漠的塔中(飞行高度0～2000 m)、民丰地区(飞行高度0～1000 m)不同粒径颗粒物浓度、气温、相对湿度和风速进行垂直观测，结合多地面站点、再分析资料、后向轨迹模型和卫星遥感数据，对沙尘污染过程中的影响因素、颗粒物垂直分布特征及污染成因进行了分析.结果表明：(1)近地面低气温、高相对湿度、高风速的气象条件有利于沙尘污染事件的发生，通过无人机探测数据发现高相对湿度有利于颗粒物吸湿增长，气温和风速的上升能够加强大气对流运动，有利于污染物的输送.(2)在沙尘污染期间，塔中地区PM1、PM2.5和PM10的浓度分别为0.8～45.7、1.0～267.0和1.0～588.7μg·m-3；民丰地区PM1、PM2.5和PM10的浓度分别为21.5～126.9、39.6～263.6和48.5～520.6μg·m-3.(3)在沙尘污染期间，塔克拉玛干沙漠腹地颗粒物组成以粗颗粒物为主，南缘则以细颗粒物为主.民丰地区PM1/PM2.5比值(0.48～0.55)和PM2.5/PM10比值(0.55～0.83)在同时刻均高于塔中地区(PM1/PM2.5为0.18～0.33,PM2.5/PM10为0.33～0.51).(4)天气形势和后向轨迹表明，此次污染主要由西风环流导致，气团分别从北面翻越天山和东面绕道进入塔克拉玛干沙漠，携带了塔克拉玛干沙漠东部地区沙尘颗粒和新疆北部人为污染物.(5)CALIPSO卫星数据表明，此次污染中气溶胶存在于海拔1～8 km之间，主要集中在低层(消光系数在海拔1.0～2.2 km左右最大).气溶胶类型为沙尘气溶胶、污染沙尘气溶胶和烟雾气溶胶，其中，沙尘气溶胶占主要部分.

• 单位
  中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所; 新疆大学