有关粉尘释放模型的应力分配模式存在问题的讨论

准确模拟粉尘释放通量对评价粉尘气溶胶的气候效应、沙漠化和沙尘暴防治具有重要意义。敏感性试验、室内和野外风洞实验表明被广泛使用的DPM（Dust Production Model）粉尘释放模型的2个应力分配模式——Marticorena模式和 Alfaro模式存在明显问题：由于目前空气动力学粗糙度模式还不能考虑粗糙元间隙率和粗糙元分布状况空气动力学粗糙度的影响,以空气动力学粗糙度为主要参数的Marticorena模式和 Alfaro模式还不能考虑粗糙元间隙率和粗糙元分布状况对应力分配的影响,而相关实验表明这些因素对应力分配存在显著影响;Marticorena模式和 Alfaro模式预测的应力分配系数和起动摩阻风速存在显著差异,目前实验结果还不能判断二者正确与否;Marticorena模式和 Alfaro模式预测的能够有效控制风蚀的应空气动力学粗糙度与实际观测相矛盾。针对上述问题提出了通过风洞实验改进当前应力分配模式的主要途径。     

The impacts of optical properties on radiative forcing due to dust aerosol

There are large uncertainties in the quantitative assessment of radiative effects due to atmospheric dust aerosol. The optical properties contribute much to those uncertainties. The authors perform several sensitivity experiments to estimate the impacts of optical characteristics on regional radiative forcing in this paper. The experiments involve in refractive indices, single scattering aibedo, asymmetry factor and optical depth. An updated dataset of refractive indices representing East Asian dust and the one recommended by the World Meteorology Organization （WMO） are contrastively analyzed and used. A radiative transfer code for solar and thermal infrared radiation with detailed aerosol parameterization is employed. The strongest emphasis is on the refractive indices since other optical parameters strongly depend on it, and the authors found a strong sensitivity of radiative forcing on refractive indices. Studies show stronger scattering, weaker absorption and forward scattering of the East Asian dust particles at solar wavelengths, which leads to higher negative forcing, lower positive forcing and bigger net forcing at the top of the atmosphere （TOA） than that of the WMO dust model. It is also found that the TOA forcings resulting from these two dust models have opposite signs in certain regions, which implies the importance of accurate measurements of optical properties in the quantitative estimation of radiative forcing.     

赣北风沙-粉尘堆积体系元素地球化学变化特征及其对黄土物源示踪意义

粉尘的搬运与堆积过程,理论上是不同粒径的岩屑与矿屑颗粒被风力分选并依次沉降的过程,而元素在不同粒级的岩屑与矿屑的富集程度有所差异;因此,对岩屑与矿屑颗粒分选,在一定程度上是对地球化学元素的分选。因此,基于元素地球化学对黄土粉尘示踪研究中,单一节点或(和)剖面均不具有对粉尘源区的严格代表性,通过比较单一节点或剖面的元素地球化学而进行物源示踪的方法往往存在较大的不确定性。本文通过对中亚热带赣北鄱阳湖地区芙蓉-周溪一带的风沙-粉尘堆积体系常量和微量元素的多维度统计分析,发现地球化学元素及其元素对均存在系统性的分选与分异特点。稳定元素(如Al、Ti、Zr、Nb、Lu、Hf、Ta)及其元素对随距物源区的远近呈现线性、指数或对数等的单向变化特点,其变化幅度在沉积体系中可达31%~42%;在二维和三维散点图中其元素对的投影轨迹,是一个有方向的线状或者带状区域。这表明,风沙-粉尘堆积体系内元素地球化学从上风向到下风向是单调变化的,传统上基于元素地球化学的黄土粉尘物源示踪,通过判断投影区域的远近而进行示踪分析,在理论上有一定缺陷。初步建议,未来的元素地球化学示踪应避免单一剖面元素示踪的方法,而应根据粉尘堆积体系的分布情况系统采样,通过揭示粉尘堆积体系元素地球化学的系统特征来开展基于地球化学元素的黄土粉尘物源示踪研究。     

松嫩沙地Sr?Nd同位素组成特征

作为亚洲风尘源区的中国北方干旱—半干旱地区的Sr?Nd同位素组成已得到很好的研究,但位于欧亚黄土带最东端的松嫩沙地尚是空白,这影响了对该地区风尘系统的深入理解。为此,系统采集了松嫩沙地19个区域90个河流沙和风成沙样品,并对这些样品进行了分粒级处理（<63 μm、63~30 μm、30~10 μm、<10 μm和<30 μm）。对116个分粒级子样的酸不溶物（硅酸盐组分）进行了Sr?Nd同位素组成的测定。研究结果表明,松嫩沙地可划分出两个大区（嫩江水系和松花江水系）和七个小区,嫩江水系沉积物的Nd同位素组成显著高于松花江水系,而Sr同位素组成明显偏低。松嫩沙地8个剖面纵向上的同位素特征显示,Sr?Nd同位素组成存在“时间效应”,即随时间发生了明显变化,表明了源区地球化学组成的不稳定性。分粒级组成表明,粒度对87Sr/86Sr比值的影响很小,但对Nd同位素组成有明显影响,且存在Nd同位素比值富集在粗颗粒组分中的趋势,这与以往的研究结果不同。无论是地质历史时期还是现在,嫩江水系沉积物（大庆、杜蒙、齐齐哈尔、泰来、白城）对哈尔滨粉尘的贡献都很小。哈尔滨黄土与现代尘暴粉尘有不同的物源,哈尔滨黄土是春季尘暴天气作用的产物,有一个混合源,松花江水系沉积物（扶余、德惠、榆树等地）是哈尔滨黄土的主要粉尘源区,内蒙古中东部的沙地也为哈尔滨黄土贡献了部分的细颗粒粉尘。     

西风带研究的重要意义

西风带作为北大西洋气候区和东亚季风气候区之间的联系纽带,对东亚季风气候和西风带气候具有重要影响,西风带在一定意义上控制着东亚季风的北界。西风环流与青藏高原相互作用,对亚洲季风区气候乃至全球气候都有极其深刻的影响。西风环流在冰期-间冰期旋回中的位置、强度的剧烈变化对东亚季风气候和全球气候影响显著,对季风降水、西风带降水时空分布及亚洲粉尘活动和黄土形成、堆积等都有非常重要的意义。     

中国粉尘源区表土碳酸盐含量与碳氧同位素组成

在中国的主要沙漠和戈壁等粉尘源区采集了地表沙或土壤(统称为表土)样品,分析了样品的碳酸盐含量和碳酸盐的碳氧同位素组成。结果表明,中国粉尘源区表土碳酸盐含量在空间上随着年降水量的增加而逐渐减少,大致呈现自西向东逐渐降低的趋势;碳酸盐δ^13C值在空间上随着年降水量的增加而逐渐偏负．δ^18O值缺乏规律性;塔克拉玛干沙漠细颗粒物质中碳酸盐含量相对偏高,但不同粒级颗粒中碳酸盐的δ^13C值基本一致,表明风蚀时粒度的分选并不影响源区的同位素组成特征;由于粉尘源区表土碳酸盐含量和δ^13C值均具有区域特征,因此利用大气粉尘的碳酸盐含量和δ^13C值示踪不同的源区是可能的。     

秦岭黄土的粒度分析及其成因初步探讨

本文根据粒度分析资料探讨了秦岭山地黄土成因。秦岭黄土是由〈０．２５ｍｍ的颗粒组成的,其中０．０５￣０．０１ｍｍ的粉土粒级含量在４８％以上。秦岭黄土与黄土高原黄土一样都是大气粉尘堆积物。第四纪以来,西北风气流携带大量粉尘物质穿越秦岭南移,沿途降落到地表的粉尘物质在剥蚀较弱的地区（如黄河中下游）形成了大片连续黄土堆积,而在强烈隆升地带的弱剥蚀地段（如秦岭的凤洲,商州等地）形成了零星黄土堆积。在我国,自     

某化工厂周边不同介质中铬含量及形态特征

为了解某化工厂附近土壤铬污染状况及其生物有效性,研究了该化工厂周边的土壤、粉尘、排污底泥、工业废渣和水等不同介质中重金属含量及Cr的化学形态特征。结果显示,该区域土壤出现以化工厂为中心的大面积Cr异常;废渣和部分底泥中Cr的含量是土壤背景值的近100倍乃至上万倍;表层土壤和粉尘中Cr元素含量与化工厂距离变化曲线的一致性,表明化工厂粉尘是引起大面积Cr异常的主要污染源;不同介质中Cr元素主要以残渣态(生物不可利用态)存在,但底泥中Cr的潜在可利用态、废渣中Cr的可利用态存在一定的比例,会对当地的动植物和人体产生负面的生态效应,应重视其可能引起的生态后果。     

粉尘干沉降研究

 粉尘在地球系统中的循环是一个受到广泛关注的研究领域,而粉尘干沉降是该循环中的关键一环。从粉尘干沉降的基本特征入手,分析粉尘在大气边界层中的运动规律和地表收集粉尘的物理过程;结合颗粒性质,地表特征以及流场条件等因素,对粉尘干沉降的研究工作进行了简要的回顾;分析并比较了现有的粉尘干沉降方案和实验结果,对影响粉尘干沉降过程的主要因素进行了讨论。通过对已有工作的总结和分析,指出了粉尘干沉降研究中存在的主要问题及其发展趋势。