第34卷第3期 冰川冻土 Vol 34 No. 3 2012年6月 JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY Jun.2012 文章编号:1000-0240(2012)03-0609-09 青藏高原大气气溶胶研究进展 余光明,徐建中*,任贾文 (中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室,甘肃兰州730000 摘要:大气气溶胶是地球大气成分中含量很少的组分之一,但其对气候环境以及人类健康有着极其 重要的影响.由于青藏高原地理单元的独立性和特殊性,该地区气溶胶特征和行为的研究引起越来越 多的关注,回顾了青藏高原大气气溶胶研究的历史和分析监测方法,从气溶胶的基本特性、气候效应 环境效应三个方面综述了20世纪90年代以来青藏高原大气气溶胶研究的成果,并对该地区研究的前 景有所展望 关键词:青藏高原;气溶胶;研究进展 中图分类号:P402文献标识码:A 0引言 究的发展对本区域气溶胶研究起到了很大的推动作 用.除了城市地区监测外(如拉萨、西宁),早期研 大气气溶胶通常指大气与悬浮在其中的固体和究主要是伴随着冰川综合考察展开.Wake等较 液体微粒共同组成的多相体系,其粒径多在10-3 早在青藏高原的冰川区开展了气溶胶可溶性化学成 102pm之间.气溶胶在大气中的含量很少,但通过分的研究;李忠勤印通过青藏高原及相邻地区近10 诸多物理化学过程对气候变化、云的形成、能见度条冰川采集的雪冰样品和3条冰川采集到的气溶胶 的改变、大气微量成分的循环及人类健康等产生重样品离子浓度对比,对青藏高原冰川中的气溶胶记 要影响.高海拔地区对全球气候与环境变化十分录进行了研究,条件的相对艰苦使开展研究的地区 敏感,高海拔地区大气成分变化的监测在全球气候有限.1994年在青藏高原东北部建成大气本底基 变化研究中起着举足轻重的地位【-.青藏高原地准观象台一瓦里关山本底站,开始了大气化学成分 处中亚腹地,大多处在海拔3500~4500m,现代的长期定点监测.图1为目前在青藏高原设立的长 冰川十分发育,人类大规模的工农业生产活动较期大气化学成分观测站点,其中瓦里关站是位于欧 少,大气环境较少受到人类活动的干扰,为研究较亚大陆腹地的全球大气观测(GAW)体系中唯一的 大范围气溶胶的本底状况提供了理想场所.通过监大陆型全球本底站.近年来,研究人员分别在青藏 测青藏高原地区的气溶胶的变化,不仅可以加深气高原代表性地区(如纳木错流域、祁连山地区、喜 溶胶传输过程和生成机制的认识,获得全球有关重马拉雅山地区等)建立了观测站进行连续性观测, 大环境事件的信息,也为探讨人类活动对青藏高原还在珠穆朗玛峰口、念青唐古拉山及慕士塔格 的影响提供背景资料. 等冰川综合考察期间进行了短期的气溶胶样品采 集.在青藏高原牧区和农村的室内[0-1也进行了 1青藏高原气溶胶研究的历史和方法 气溶胶样品的采集,以研究室内空气质量状况.仅 青藏高原气溶胶研究起步相对较晚.20世纪通过有限站点的观测和短期野外考察所获得的气溶 90年代以来,国内外气溶胶科学技术的进步,特别胶资料,来了解这一广阔区域气溶胶理化特性和光 是野外观测手段的提高以及雪冰化学、降水化学研学特性是远远不够的.近年来,利用地基遥感以及 收稿日期:2011-10-16;修订日期:2012-02-27 基金项目:国家自然科学基金项目(40901043);冰冻圈科学国家重点实验室自主课题项目( SKLCS-ZZ-2008-01)资助 作者简介:余光明(1986—),男,安徽阜阳人,2008年毕业于安徽师范大学,现为中国科学院寒区旱区环境与工程研究所博士研究生 要从事雪冰和气溶胶化学研究.E-mail:ygm9870803@163.com ★通讯作者:徐建中,E- mail: jzxu lzb.a o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
文章编号：１０００－０２４０（２０１２）０３－０６０９－０９ 青藏高原大气气溶胶研究进展 收稿日期：２０１１－１０－１６；修订日期：２０１２－０２－２７ 基金项目：国家自然科学基金项目（４０９０１０４３）；冰冻圈科学国家重点实验室自主课题项目（ＳＫＬＣＳ－ＺＺ－２００８－０１）资助 作者简介：余光明（１９８６—），男，安徽阜阳人，２００８年毕业于安徽师范大学，现为中国科学院寒区旱区环境与工程研究所博士研究生， 主要从事雪冰和气溶胶化学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｇｍ１９８７０８０３＠１６３．ｃｏｍ ＊ 通讯作者：徐建中，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｚｘｕ＠ｌｚｂ．ａｃ．ｃｎ 余光明，徐建中＊ ，任贾文 （中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所 冰冻圈科学国家重点实验室，甘肃 兰州 ７３００００） 摘 要：大气气溶胶是地球大气成分中含量很少的组分之一，但其对气候环境以及人类健康有着极其 重要的影响．由于青藏高原地理单元的独立性和特殊性，该地区气溶胶特征和行为的研究引起越来越 多的关注．回顾了青藏高原大气气溶胶研究的历史和分析监测方法，从气溶胶的基本特 性、气 候 效 应、 环境效应三个方面综述了２０世纪９０年代以来青藏高原大气气溶胶研究的成果，并对该地区研究的前 景有所展望． 关键词：青藏高原；气溶胶；研究进展 中图分类号：Ｐ４０２ 文献标识码：Ａ ０ 引言 大气气溶胶通常指大气与悬浮在其中的固体和 液体微粒共同组成的多相体系，其粒径多在１０－３～ １０２ μｍ 之间．气溶胶在大气中的含量很少，但通过 诸多物理化学过程对气候变化、云的形成、能见度 的改变、大气微量成分的循环及人类健康等产生重 要影响［１］ ．高海拔地区对全球气候与环境变化十分 敏感，高海拔地区大气成分变化的监测在全球气候 变化研究中起着举足轻重的地位［２－４］ ．青藏高原地 处中亚腹地，大 多 处 在 海 拔３５００～４５００ｍ，现 代 冰川十分 发 育，人类大规模的工农业生产活动较 少，大气环境较少受到人类活动的干扰，为研究较 大范围气溶胶的本底状况提供了理想场所．通过监 测青藏高原地区的气溶胶的变化，不仅可以加深气 溶胶传输过程和生成机制的认识，获得全球有关重 大环境事件的信息，也为探讨人类活动对青藏高原 的影响提供背景资料． １ 青藏高原气溶胶研究的历史和方法 青藏高原气溶胶研究起步相对较晚．２０ 世 纪 ９０年代以来，国内外气溶胶科学技术的进步，特别 是野外观测手段的提高以及雪冰化学、降水化学研 究的发展对本区域气溶胶研究起到了很大的推动作 用．除了城市地区监测外（如拉萨、西宁），早期研 究主要是伴随着冰川综合 考 察 展 开．Ｗａｋｅ等［５］较 早在青藏高原的冰川区开展了气溶胶可溶性化学成 分的研究；李忠勤［６］通过青藏高原及相邻地区近１０ 条冰川采集的雪冰样品和３条冰川采集到的气溶胶 样品离子浓度对比，对青藏高原冰川中的气溶胶记 录进行了研究．条件的相对艰苦使开展研究的地区 有限．１９９４年在青藏高原东北部建成大气本底基 准观象台－瓦里关山本底站，开始了大气化学成分 的长期定点监测．图１为目前在青藏高原设立的长 期大气化学成分观测站点，其中瓦里关站是位于欧 亚大陆腹地的全球大气观测（ＧＡＷ）体系中唯一的 大陆型全球本底站．近年来，研究人员分别在青藏 高原代表性 地 区（如 纳 木 错 流 域、祁 连 山 地 区、喜 马拉雅山地 区 等）建 立 了 观 测 站 进 行 连 续 性 观 测， 还在珠穆朗玛峰［７］、念青唐古拉山［８］及慕士塔格［９］ 等冰川综合 考 察 期 间 进 行 了 短 期 的 气 溶 胶 样 品 采 集．在青藏高 原 牧 区 和 农 村 的 室 内［１０－１１］也 进 行 了 气溶胶样品的采集，以研究室内空气质量状况．仅 通过有限站点的观测和短期野外考察所获得的气溶 胶资料，来了解这一广阔区域气溶胶理化特性和光 学 特性是远远不够的．近年来，利用地基遥感以及 第３４卷 第３期 ２ ０ １ ２ 年６月 冰 川 冻 土 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＬＡＣＩＯＬＯＧＹ ＡＮＤＧＥＯＣＲＹＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１２
610 34卷 显的季节变化.杨东贞等[通过瓦里关站秋冬两 季TSP质量浓度观测,表明该地区秋季高于冬季 瓦里关● 两季的平均值为19.79g·m-3.五道梁低层大气 35N 气溶胶春季的气溶胶浓度约为秋季的1.75倍,夏 季可能与秋季接近tn ●纳木错站 拉萨 由于高原上空特殊的地理环境,对流层中上层 0200400km 气溶胶开展的地基观测较少, Yutaka tobo等 用气球携带的粒子计数器对拉萨上空的观测发现, 图1青藏高原气溶胶主要观测站点分布图 季风期间对流层顶亚微米颗粒物(15~06m) Fig 1 Location of aerosol sampling stations 数浓度相对较高(07~08cm-3),认为这可能与 on the Tibetan Plateau 青藏高原的对流传输机制有关.激光雷达也是测量 卫星数据来获取气溶胶特性的资料也开展了一些工气溶胶垂直分布特征的有效手段之一,白宇波 作 等[在拉萨等地开展了短期的激光雷达遥感气溶 气溶胶粒子来源广泛且在时空分布上具有较大胶工作,周任君等利用1991年10月-2005年 的变率,加上其在大气中浓度很低,气溶胶基本特11月的 HAIOE资料,发现高原上空气溶胶在对流 性的分析和预测,必须首先通过气溶胶粒子观测和层顶附近存在一个极大值区,夏季该极大值区位于 采集,取得有代表性的资料.气溶胶常规采样与监对流层顶下方(约120hPa),而其他季节则位于对 测方法主要包括地面监测和垂直廓线监测.常见的流层顶上方(约100hPa) 地面监测分析手段有膜采样方法以及在线监测(飞 气溶胶的数谱分布也进行了相关的研究 行质谱仪、气溶胶粒径谱仪、气溶胶光度计等),其1997-199年在西藏泽当、云南景洪得到的资料 中滤膜累计连续采样过程中,样品采样方案的设显示,两地a3~12pm段气溶胶数浓度和体积浓 计、样品采集和运输过程的质量控制非常重要.在度谱的日变化均为双峰分布口,瓦里关站进行了 线监测仪器主要是基于激光散射法、光学衰减法、较为详细的气溶胶数谱分布的观测[2-20,利用实 振荡微天平技术(TEOM)、凝结核计数法等原理对时测量气溶胶数谱分布的测量系统(DMPS),对10 气溶胶基本特性进行在线测量.气溶胶样品的分析500m颗粒物的数谱分布进行了长期的测量 有全样品分析(如 ICP-MS)和单颗粒物分析(如期间观测到新粒子生成的现象,为解释青藏高原气 SEM/EDX、TEM),详细的气溶胶观测和分析方溶胶的形成机理提供了基础23-2.这些研究不仅 法的介绍可参见文献[14].卫星遥感分析作为一种为认识不同模态颗粒物分布特点和演变过程提供了 有效的分析手段可以同地面监测数据相验证,在区必要条件,也为研究气溶胶理化性质和环境影响提 域气溶胶研究中已经得到了诸多应用1.总的来供了资料 说,研究的时间尺度从单一的短期的观测过渡到定2,2青藏高原气溶胶光学性质研究 点的长期监测和短期观测相结合;气溶胶研究的手 气溶胶的光学特性取决于气溶胶粒子自身的物 段趋于多样化,研究的内容也更加全面,气溶胶的理化学性质相关参数.目前有很多方法用于获取气 理化特征和气候效应都有所涉及.本文从青藏高原溶胶光学特性参数,如仪器观测、遥感反演等.李 气溶胶的基本特性、气候效应和环境效应三个方面维亮等2使用1985年1月-1993年12月的美国 回顾了青藏高原气溶胶研究的成果,并对该研究的SAGE2全球月平均格点卫星资料,分析了青藏高 前景进行分析 原地区的大气气溶胶状况表明,高原上空平流层大 2青藏高原气溶胶基本特性研究进展 气气溶胶的光学厚度在冬季最大,春、秋季次之 夏季最小,存在明显的季节振荡现象.李韧等对 2.1青藏高原气溶胶物理性质研究 藏北高原五道梁地区的气溶胶光学厚度分析发现, 对青藏高原近地面层气溶胶物理特性的观测是该地区气溶胶光学厚度有明显的日变化及季节变化 研究较多的内容之一,气溶胶质量浓度监测是涉及特征,气溶胶光学厚度增大时月平均气温与年平均 的主要观测指标,由于受人类活动的影响较小,大气温减小.纳木错地区光学特性的监测发现春季光 多数采样点气溶胶的浓度水平较低,同时表现出明学厚度(AOD)最大,500mm波长气溶胶的光学厚 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
图１ 青藏高原气溶胶主要观测站点分布图 Ｆｉｇ．１ Ｌｏｃａｔｉｏｎｏｆａｅｒｏｓｏｌｓａｍｐｌｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｓ ｏｎｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ 卫星数据来获取气溶胶特性的资料也开展了一些工 作［１２－１３］ ． 气溶胶粒子来源广泛且在时空分布上具有较大 的变率，加上其在大气中浓度很低，气溶胶基本特 性的分析和预测，必须首先通过气溶胶粒子观测和 采集，取得有代表性的资料．气溶胶常规采样与监 测方法主要包括地面监测和垂直廓线监测．常见的 地面监测分析手段有膜采样方法以及在线监测（飞 行质谱仪、气溶胶粒径谱仪、气溶胶光度计等），其 中滤膜累 计 连 续 采 样 过 程 中，样品采样方案的设 计、样品采集和运输过程的质量控制非常重要．在 线监测仪器主要是基于激光散射法、光 学 衰 减 法、 振荡微天平技术（ＴＥＯＭ）、凝结核计数法等原理对 气溶胶基本特性进行在线测量．气溶胶样品的分析 有全样 品 分 析 （如 ＩＣＰ－ＭＳ）和 单 颗 粒 物 分 析 （如 ＳＥＭ／ＥＤＸ、ＴＥＭ），详细的气溶胶观测和分析方 法的介绍可参见文献［１４］．卫星遥感分析作为一种 有效的分析手段可以同地面监测数据相验证，在区 域气溶胶 研 究 中 已 经 得 到 了 诸 多 应 用［１５］ ．总 的 来 说，研究的时间尺度从单一的短期的观测过渡到定 点的长期监测和短期观测相结合；气溶胶研究的手 段趋于多样化，研究的内容也更加全面，气溶胶的 理化特征和气候效应都有所涉及．本文从青藏高原 气溶胶的基本特性、气候效应和环境效应三个方面 回顾了青藏高原气溶胶研究的成果，并对该研究的 前景进行分析． ２ 青藏高原气溶胶基本特性研究进展 ２．１ 青藏高原气溶胶物理性质研究 对青藏高原近地面层气溶胶物理特性的观测是 研究较多的内容之一，气溶胶质量浓度监测是涉及 的主要观测指标．由于受人类活动的影响较小，大 多数采样点气溶胶的浓度水平较低，同时表现出明 显的季节变 化．杨 东 贞 等［１６］通 过 瓦 里 关 站 秋 冬 两 季 ＴＳＰ质量浓度观测，表明该地区秋季高于冬季， 两季的平均值为１９．７９μｇ·ｍ－３．五道梁低层大气 气溶胶春季的气溶胶浓度约为秋季的１．７５倍，夏 季可能与秋季接近［１７］ ． 由于高原上空特殊的地理环境，对流层中上层 气溶胶开展的地基观测较少．ＹｕｔａｋａＴｏｂｏ等［１８］运 用气球携带的粒子计数器对拉萨上空的观测发现， 季风期间对 流 层 顶 亚 微 米 颗 粒 物（０．１５～０．６μｍ） 数浓度相对较 高（０．７～０．８ｃｍ－３），认 为 这 可 能 与 青藏高原的对流传输机制有关．激光雷达也是测量 气溶胶垂直分布特征的有效 手段之一，白 宇 波 等［１９］在拉萨等地开展了短期的激光雷达遥感气溶 胶工作．周 任 君 等［２０］利 用ｌ９９１ 年 １０ 月—２００５ 年 １１月的 ＨＡＩＯＥ资料，发现高原上空气溶胶在对流 层顶附近存在一个极大值区，夏季该极大值区位于 对流层顶下方（约１２０ｈＰａ），而其他季节则位于对 流层顶上方（约１００ｈＰａ）． 气溶 胶 的 数 谱 分 布 也 进 行 了 相 关 的 研 究． １９９７—１９９９年在西 藏 泽 当、云南景洪得到的资料 显示，两地０．３～１２μｍ 段气溶胶数浓度和体积浓 度谱的日 变 化 均 为 双 峰 分 布［２１］ ．瓦 里 关 站 进 行 了 较为详细的气溶胶数谱分布的观 测［２２－２４］，利 用 实 时测量气溶胶数谱分布的测量系统（ＤＭＰＳ），对１０ ～５００ｎｍ 颗粒物的数谱分布进行了长期的测量， 期间观测到新粒子生成的现象，为解释青藏高原气 溶胶的形成机理提供了基础［２３－２４］ ．这 些 研 究 不 仅 为认识不同模态颗粒物分布特点和演变过程提供了 必要条件，也为研究气溶胶理化性质和环境影响提 供了资料． ２．２ 青藏高原气溶胶光学性质研究 气溶胶的光学特性取决于气溶胶粒子自身的物 理化学性质相关参数．目前有很多方法用于获取气 溶胶光学特性参数，如仪器观测、遥感反演等．李 维亮等［２５］使用１９８５年１月—１９９３年１２月 的 美 国 ＳＡＧＥ２全球月平 均 格 点 卫 星 资 料，分 析 了 青 藏 高 原地区的大气气溶胶状况表明，高原上空平流层大 气气 溶 胶 的 光 学 厚 度 在 冬 季 最 大，春、秋 季 次 之， 夏季最小，存在明显的季节振荡现象．李韧等［２６］对 藏北高原五道梁地区的气溶胶光学厚度分析发现， 该地区气溶胶光学厚度有明显的日变化及季节变化 特征，气溶胶光学厚度增大时月平均气温与年平均 气温减小．纳木错地区光学特性的监测发现春季光 学厚度（ＡＯＤ）最大，５００ｎｍ 波长气溶 胶 的 光 学 厚 ０１６ 冰 川 冻 土 ３４卷
余光明等:青藏高原大气气溶胶研究进展 度很低,年均约0.05; Angstrom系数的平均值相wake等[的研究表明,夏季喜马拉雅山中东段和 对较低,约为042±Q272.根据白宇波等1明高原中部各拉丹东峰地区主要离子中NH 1998年夏季在拉萨使用激光雷达观测的结果,拉SO、NO3和Ca2+占主导地位,其含量与其它处 萨地区气溶胶散射比、退偏振系数和 Angstrom波在对流层的偏远地区在同一水平.这一结果和贡嘎 长指数随着高度的增加而不断递减.西藏那曲与北山0PM2s和PM1中分析结果相似,贡嘎山PM2 京郊区对流层气溶胶的微脉冲激光雷达测量结果的和PM中3种主要离子(NH、SO、NO3)含量 对比也发现那曲地区的近地面空气质量明显优于北之和分别占总离子浓度的85%和82%.新的气溶 京郊区【.杨军等运用黑度法测量了景洪、泽胶化学成分分析方法,特别是基于气溶胶样品无损 当气溶胶的吸收系数,并与北京、纽约、南京气溶分析技术的应用,大大提高了测量的精度.表1列 胶吸收系数的比较,发现景洪气溶胶粒子的吸收系出了青藏高原部分地区气溶胶主要元素含量的对 数最小,为212×10-6m-1,泽当受沙尘影响比景比,可以看出,青藏高原不同地区气溶胶的化学组 洪大2个数量级.李放等利用1966年与1968年成相差很大,青藏高原气溶胶的元素含量可以和全 珠穆朗玛峰地区科学考察期间得到的太阳直接辐射球其他偏远地区相比较,但明显高于南极大陆. 光谱资料,求得该地区气溶胶光学厚度谱,最高观测 气溶胶中化学成分也表现出一定的时间变化特 站东绒布冰川波长在Q5m的气溶胶光学厚度春季征,五道梁地区气溶胶化学成分中地壳组成元素平 平均为Q044±Q017,与南极地区有相似的数量级,均浓度在春季约为秋季的1.2~22倍,与气溶胶 比内陆人口密集地区也小一个数量级.这些结果说浓度的季节变化完全相同;Na元素的质量浓度在 明青藏高原不同地区气溶胶光学参数差别较大 秋季约为春季的1.15倍,Na与典型地壳元素A 2.3青藏高原气溶胶化学性质研究 和Fe的浓度比在春季与地壳平均值基本相同,在 气溶胶的组成十分复杂,但总体上由水溶性无秋季则约高1倍;一些非地壳稀土元素的质量浓度 机盐、含碳物质、不可溶矿物质及有机物等组成.各季节基本相同卬.而珠峰北坡地区大气气溶胶 表1青藏高原部分地区气溶胶元素含量及与其他偏远地区对比(ng·m Table 1 Elemental concentrations of aerosols upon the Tibet plateau, together with that in King Sejong Station(ng.m-3) 元素瓦里关[3] 木错[3]五道梁[1]珠峰北坡[33墓士塔格巧]扎当冰川]珠峰南坡[3]南极半岛[] 541~1150 11713.72 12.023 1430~3230 4118.56 21390.48 499.69 57.071 436~867 010~4280 716.13 3.675 V3.02~5.88 0.281 0.036 Mn27.5~52.9 0.839 1720~3190 94 10453.67 184.86 2.446 0.135 Br1.07~2.6 Ph 2.93 0.041 注:瓦里关(3617N,100°54E,海拔3814m,1992-1995年);纳木错(30°4644N,90°5931E,海拔4730m,2005年7-10月); 五道梁(35°17′N,93°36′E,海拔4612m,1993年9月-1994年8月);珠峰北坡(绒布河谷附近,28°1133”N,86°4959”E,海拔4950m 2000年6月2-5日);珠峰南坡( Pyramid站,海拔5050m,2002年3-5月);墓士塔格(38°17N,75°01E,海拔4430m,2004年7月 2006年4月);扎当冰川垭口(30°28N,90°39E,海拔5800m,2006年6-10月);南极半岛( King Sejong站,62°13′S,58°47′W,2000年 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
度很低，年均约０．０５；Ａｎｇｓｔｒｏｍ 系数的平均值 相 对 较 低，约 为 ０．４２±０．２７［２７］ ．根 据 白 宇 波 等［１９］ １９９８年夏季在拉萨使用激光雷达观测的结果，拉 萨地区气溶胶散射比、退偏振系数和 Ａｎｇｓｔｒｏｍ 波 长指数随着高度的增加而不断递减．西藏那曲与北 京郊区对流层气溶胶的微脉冲激光雷达测量结果的 对比也发现那曲地区的近地面空气质量明显优于北 京郊区［２８］ ．杨 军 等［２１］运用黑度法测量了景洪、泽 当气溶胶的吸收系数，并与北京、纽约、南京气溶 胶吸收系数的比较，发现景洪气溶胶粒子的吸收系 数最小，为２．１２×１０－６ ｍ－１，泽当受沙尘影响比景 洪大２个数量级．李放等［２９］利用１９６６年与１９６８年 珠穆朗玛峰地区科学考察期间得到的太阳直接辐射 光谱资料，求得该地区气溶胶光学厚度谱，最高观测 站东绒布冰川波长在０．５μｍ的气溶胶光学厚度春季 平均为０．０４４±０．０１７，与南极地区有相似的数量级， 比内陆人口密集地区也小一个数量级．这些结果说 明青藏高原不同地区气溶胶光学参数差别较大． ２．３ 青藏高原气溶胶化学性质研究 气溶胶的组成十分复杂，但总体上由水溶性无 机盐、含 碳 物 质、不 可 溶 矿 物 质 及 有 机 物 等 组 成． Ｗａｋｅ等［５］的研究表明，夏季喜马 拉 雅 山 中 东 段 和 高原 中 部 各 拉 丹 东 峰 地 区 主 要 离 子 中 ＮＨ＋ ４ 、 ＳＯ２－ ４ 、ＮＯ－ ３ 和 Ｃａ２＋ 占 主 导 地 位，其含量与其它处 在对流层的偏远地区在同一水平．这一结果和贡嘎 山［３０］ ＰＭ２．５和 ＰＭ１０中分析结果相似，贡嘎山 ＰＭ２．５ 和 ＰＭ１０中３种主要离子（ＮＨ＋ ４ 、ＳＯ２－ ４ 、ＮＯ－ ３ ）含量 之和分别占总离子浓度的８５％和８２％．新 的 气 溶 胶化学成分分析方法，特别是基于气溶胶样品无损 分析技术的应用，大大提高了测量的精度．表１列 出了青藏高 原 部 分 地 区 气 溶 胶 主 要 元 素 含 量 的 对 比．可以看出，青藏高原不同地区气溶胶的化学组 成相差很大．青藏高原气溶胶的元素含量可以和全 球其他偏远地区相比较，但明显高于南极大陆． 气溶胶中化学成分也表现出一定的时间变化特 征．五道梁地区气溶胶化学成分中地壳组成元素平 均浓度在春季约为秋季的１．２～２．２倍，与气溶胶 浓度的季节变 化 完 全 相 同；Ｎａ元 素 的 质 量 浓 度 在 秋季约为春 季 的１．１５倍，Ｎａ与 典 型 地 壳 元 素 Ａｌ 和 Ｆｅ的浓度比在春季与地壳平均值基本相同，在 秋季则约高１倍；一些非地壳稀土元素的质量浓度 各 季 节 基 本 相 同［１７］ ．而珠峰北坡地区大气气溶胶 表１ 青藏高原部分地区气溶胶元素含量及与其他偏远地区对比（ｎｇ·ｍ－３） Ｔａｂｌｅ１ ＥｌｅｍｅｎｔａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆａｅｒｏｓｏｌｓｕｐｏｎｔｈｅＴｉｂｅｔｐｌａｔｅａｕ，ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｔｈａｔｉｎＫｉｎｇＳｅｊｏｎｇＳｔａｔｉｏｎ（ｎｇ·ｍ－３） 元素 瓦里关［３１］ 纳木错［３２］ 五道梁［１７］ 珠峰北坡［３３］ 墓士塔格［９］ 扎当冰川［８］ 珠峰南坡［３４］ 南极半岛［３５］ Ｎａ ５４１～１１５０ — １１７１３．７２ — — １２．０２３ — — Ｍｇ １４３０～３２３０ １２ ４１１８．５６ ４７．７７ — １７．７９３ ４９０ — Ａｌ ２１１０～３４１０ １３１ ２１３９０．４８ ４９９．６９ ５０９．２０ ５７．０７１ — １．８７５ Ｃｌ ４３６～８６７ １８ — １５４．２１ — — １７５ — Ｋ １１９０～２２００ ８２ — １７７．１４ — ２６．９９７ ３９２ — Ｃａ ２０１０～４２８０ ２５１ — ２６１．０２ — ５１．１３９ ４８３ — Ｔｉ １０６～２２０ １０ ７１６．１３ ３６．３５ — ３．６７５ ７３ — Ｖ ３．０２～５．８８ ０．０６ — ０．９６ — ０．２８１ １．３０ ０．０３６ Ｍｎ ２７．５～５２．９ ３．７ １９２．５０ ３．５７ — ０．８３９ １１．４ — Ｆｅ １７２０～３１９０ ９４ １０４５３．６７ １８４．８６ — ２１．１６７ ５００ — Ｚｎ ９．５０～２６．３０ １．８ — ５．３１ ３．５８ ２．４４６ １１．２０ ０．１３０ Ａｓ ０．７０～３．３７ ０．０４ — ０．９６ ０．４６ ０．１３５ ０．１４ Ｓｅ ０．０５～０．１９ ０．０８ — ０．９１ — — ０．１７ — Ｂｒ １．０７～２．６７ — — １．８８ — — ２．１２ — Ｐｂ — — — ２．９３ ２．２３ ０．２９４ ４．４０ ０．０４１ 注：瓦里关（（３６°１７′Ｎ，１００°５４′Ｅ，海拔３８１４ｍ，１９９２—１９９５年）；纳木错（３０°４６．４４′Ｎ，９０°５９．３１′Ｅ，海拔４７３０ｍ，２００５年７—１０月）； 五道梁（３５°１７′Ｎ，９３°３６′Ｅ，海拔４６１２ｍ，１９９３年９月—１９９４年８月）；珠峰北坡（绒布河谷附近，２８°１１′３３″Ｎ，８６°４９′５９″Ｅ，海拔４９５０ｍ， ２０００年６月２—５日）；珠峰南坡（Ｐｙｒａｍｉｄ站，海拔５０５０ｍ，２００２年３—５月）；墓士塔格（３８°１７′Ｎ ，７５°０１′Ｅ，海拔４４３０ｍ，２００４年７月— ２００６年４月）；扎当冰川垭口（３０°２８′Ｎ，９０°３９′Ｅ，海拔５８００ｍ，２００６年６—１０月）；南极半岛（ＫｉｎｇＳｅｊｏｎｇ站，６２°１３′Ｓ，５８°４７′Ｗ，２０００年 １月—２００１年１２月． ３期 余光明等：青藏高原大气气溶胶研究进展 １１６
612 34卷 以Al、Ca、Si、K、Fe等地壳元素为主,地壳元素是气溶胶主要的湿清除过程之一,通过对降水化学 占总元素浓度的82%以上.S、Pb等与人类活动影成分的分析,可以反映气溶胶的组成和变化.珠峰 响有关的污染元素含量很低[.气溶胶组成存在地区的新雪和气溶胶分析表明,SO的清除比率 较大的时空变率,即使在同一采样点,不同时段大最高,显示降雪对SO有较高的清除效率[.I 气气溶胶的化学组成也存在很大变化 Chaplin等[451通过对比纳木错站2005年8月 含碳物质是气溶胶的主要组成部分之一,瓦里2006年8月采集到降水样品和临近的扎当冰川雪 关地区黑碳月浓度平均为130~300ng·m-3, 坑离子含量,发现纳木错地区降水中主要离子由于 东部地区明显偏低,. Cao junji等分析了慕士本地气溶胶的输入含量较高,区域陆源气溶胶和当 塔格的碳质气溶胶(EC、OC、CC)的季节变化,发地居民生物质燃烧是这些离子的主要来源.在对同 现EC、OC浓度相关性较好,并且呈现由夏至春递时采集的大气气溶胶和表层雪样化学成分分析的基 减的变化,黑碳浓度和极地地区相当,同时分析了础上, Sun junying[详细讨论了大气气溶胶和表 外部对本地OC、EC的贡献.西宁、拉萨等地区也层雪样化学成分的关系.发现对于颗粒相离子,雪 开展了黑碳的观测3] 中的离子浓度和大气气溶胶的离子浓度的相关性较 由于全样品的分析测试仅代表了颗粒物组成和好;对于气相和颗粒相并存的离子来说,雪中和气 变化的平均态,单颗粒组成和形貌分析则提供精确溶胶的离子浓度不相关 的粒子短期变化过程的信息.拉萨市区及附近山区 烟尘气溶胶理化学特征和矿物学分析表明烟尘来源3青藏高原气溶胶气候效应的研究 于宗教活动和居民生活中大量生物质的燃烧,而且 气溶胶不仅可以通过散射和吸收太阳辐射和地 指出青藏高原上居住区生物质燃烧产生的大量烟尘面长波辐射改变地气系统的辐射平衡直接影响气 对大气成分循环的影响. Cong Zhiyuan等对候,而且作为云凝结核通过改变云的宏、微观特 2005年5—6月珠峰考察期间采集的气溶胶进行性,特别是改变云的生命期和光学特性来间接影响 SEM-EDX分析了900个颗粒的大小形貌和组成,气候.气溶胶气候效应的研究主要采用数值模拟的 并将这些颗粒归纳为烟尘、硅铝酸盐、富铁颗粒等方法.李维亮等[2利用MM5模拟了气溶胶的辐射 8类.冰川区气溶胶以富含Si、Ca的粘土矿物颗粒强迫状况,结果表明,相对于设置均一的背景气溶 为主,而与人类活动密切相关的含S颗粒物及烟尘胶而言,青藏高原地区的辐射强迫均为正值,高原 飞灰等含量较少t4 上地面土壤温度和地面气温均有所增加,增加的量 气溶胶来源比较复杂,一般分为人为源和自然级相当,但增幅略小;高原上空的气温也有所增 源,瓦里关地区气溶胶来源的分析表明:气溶胶以加,增幅比地面气温的增幅更小,但仍处于同一个 土壤及地壳等自然来源为主;自然源的贡献率平均量级.气溶胶含量变化对高原气候变化的可能影响 在70%以上;燃煤、交通及冶炼等人为源也占有 也有较多的研究.初步的分析结果表明,当综合考 定比例;黑碳气溶胶的观测也表明人类活动影响的虑气溶胶和温室气体含量共同增加时,青藏高原地 存在,人为源的影响多与来自东部及河西走廊等经表增暖比只考虑CO2增加相比偏弱,春、夏和秋季 济发达地区的气流有关[3.青藏高原气溶胶除源增温也随海拔高度上升而加强,但冬季地面增温幅 于外部海盐气溶胶、粉尘气溶胶等的输入外,由于度随海拔上升反而下降,海拔1.5~2km、3~35 本身所处海拔高度使其上的粉尘极易扬升到西风急km和45~5km范围内对应的冬季增温趋势分别 流区,其自身也被认为是一个重要的粉尘源地.由为0.02℃·(10a)-1、0.03℃·(10a)-1和Q1 于地理环境的影响,高原南部和北部也有差别.青℃·(10a)-1.对比分析发现,大气气溶胶增加造成 藏高原沙尘气溶胶、海(湖)盐气溶胶的特征和传输青藏高原冬季增温不明显甚至出现变冷趋势,地面 的机制也有报道[12-142-町.青藏高原气溶胶生成积雪也随之增多,这可能歪曲了青藏高原地区气候 机制的研究开展的较少,通过对超细粒子的观测,变暖对海拔高度的依赖性[幼7 在瓦里关发现新粒子生成的现象,由于缺少其他相 沙尘气溶胶对气候影响也引起了人们的重视 关的观测资料,暂难以对气溶胶的生成做出全面的研究表明,青藏高原具备发生沙尘暴的前提条件, 解释 年沙尘暴发生频率非常高,大体有以羌塘高原为中 大气气溶胶通过干湿沉降在环境中清除,降水心向东南逐渐减少的趋势[.细粒物质被轻松地 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
以 Ａｌ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｋ、Ｆｅ等地壳 元 素 为 主，地 壳 元 素 占总元素浓度的８２％以上．Ｓ、Ｐｂ等与人类活动影 响有关的 污 染 元 素 含 量 很 低［３３］ ．气 溶 胶 组 成 存 在 较大的时空变率，即使在同一采样点，不同时段大 气气溶胶的化学组成也存在很大变化［７］ ． 含碳物质是气溶胶的主要组成部分之一．瓦里 关地区黑碳月 浓 度 平 均 为１３０～３００ｎｇ·ｍ－３，较 东部地区明显偏低［３６］ ．ＣａｏＪｕｎｊｉ等［３７］分析了慕士 塔格的碳质气溶胶（ＥＣ、ＯＣ、ＣＣ）的季节变化，发 现 ＥＣ、ＯＣ浓度相关性较好，并且呈现由夏至春递 减的变化，黑碳浓度和极地地区相当，同时分析了 外部对本地 ＯＣ、ＥＣ的贡献．西宁、拉萨等地区也 开展了黑碳的观测［３８］ ． 由于全样品的分析测试仅代表了颗粒物组成和 变化的平均态，单颗粒组成和形貌分析则提供精确 的粒子短期变化过程的信息．拉萨市区及附近山区 烟尘气溶胶理化学特征和矿物学分析表明烟尘来源 于宗教活动和居民生活中大量生物质的燃烧，而且 指出青藏高原上居住区生物质燃烧产生的大量烟尘 对大气成分循环 的 影 响［３９］ ．ＣｏｎｇＺｈｉｙｕａｎ等［４０］对 ２００５年５—６ 月珠峰考察期间采集的气 溶胶进行 ＳＥＭ－ＥＤＸ分 析 了９００个 颗 粒 的 大 小 形 貌 和 组 成， 并将这些颗粒归纳为烟尘、硅铝酸盐、富铁颗粒等 ８类．冰川区气溶胶以富含Ｓｉ、Ｃａ的粘土矿物颗粒 为主，而与人类活动密切相关的含Ｓ颗粒物及烟尘 飞灰等含量较少［４１］ ． 气溶胶来源比较复杂，一般分为人为源和自然 源．瓦里关地区气溶胶来源的分析表明：气溶胶以 土壤及地壳等自然来源为主；自然源的贡献率平均 在７０％以上；燃煤、交通及冶炼等人为源也占有一 定比例；黑碳气溶胶的观测也表明人类活动影响的 存在，人为源的影响多与来自东部及河西走廊等经 济发达地 区 的 气 流 有 关［３１］ ．青 藏 高 原 气 溶 胶 除 源 于外部海盐气溶胶、粉尘气溶胶等的输入外，由于 本身所处海拔高度使其上的粉尘极易扬升到西风急 流区，其自身也被认为是一个重要的粉尘源地．由 于地理环境的影响，高原南部和北部也有差别．青 藏高原沙尘气溶胶、海（湖）盐气溶胶的特征和传输 的机制也有报道［１２－１３，４２－４３］ ．青藏高原气溶胶生 成 机制的研究开 展 的 较 少，通过对超细粒子的观 测， 在瓦里关发现新粒子生成的现象，由于缺少其他相 关的观测资料，暂难以对气溶胶的生成做出全面的 解释． 大气气溶胶通过干湿沉降在环境中清除，降水 是气溶胶主要的湿清除过程之一．通过对降水化学 成分的分析，可以反映气溶胶的组成和变化．珠峰 地区的新雪和 气 溶 胶 分 析 表 明，ＳＯ２－ ４ 的 清 除 比 率 最高，显示降雪对 ＳＯ２－ ４ 有较高的清除效率［４４］ ．Ｌｉ Ｃｈａｏｌｉｕ等［４５］通 过 对 比 纳 木 错 站 ２００５ 年 ８ 月— ２００６年８月采 集 到 降 水 样 品 和 临 近 的 扎 当 冰 川 雪 坑离子含量，发现纳木错地区降水中主要离子由于 本地气溶胶的输入含量较高，区域陆源气溶胶和当 地居民生物质燃烧是这些离子的主要来源．在对同 时采集的大气气溶胶和表层雪样化学成分分析的基 础上，ＳｕｎＪｕｎｙｉｎｇ［４６］详 细 讨 论 了 大 气 气 溶 胶 和 表 层雪样化学成分的关系．发现对于颗粒相离子，雪 中的离子浓度和大气气溶胶的离子浓度的相关性较 好；对于气相和颗粒相并存的离子来说，雪中和气 溶胶的离子浓度不相关． ３ 青藏高原气溶胶气候效应的研究 气溶胶不仅可以通过散射和吸收太阳辐射和地 面长波辐射 改 变 地 气 系 统 的 辐 射 平 衡 直 接 影 响 气 候，而且作为云凝结核通过改变云的宏、微 观 特 性，特别是改变云的生命期和光学特性来间接影响 气候．气溶胶气候效应的研究主要采用数值模拟的 方法．李维亮等［２５］利用 ＭＭ５模拟了气溶胶的辐射 强迫状况，结果表明，相对于设置均一的背景气溶 胶而言，青藏高原地区的辐射强迫均为正值，高原 上地面土壤温度和地面气温均有所增加，增加的量 级相 当，但 增 幅 略 小；高原上空的气温也有所增 加，增幅比地面气温的增幅更小，但仍处于同一个 量级．气溶胶含量变化对高原气候变化的可能影响 也有较多的研究．初步的分析结果表明，当综合考 虑气溶胶和温室气体含量共同增加时，青藏高原地 表增暖比只考虑 ＣＯ２增加相比偏弱，春、夏和秋季 增温也随海拔高度上升而加强，但冬季地面增温幅 度随海拔上升反而下降，海拔１．５～２ｋｍ、３～３．５ ｋｍ 和４．５～５ｋｍ 范围内对应的冬季增温趋势分别 为０．０２ ℃ · （１０ａ）－１、０．０３ ℃ · （１０ａ）－１和 ０．１３ ℃·（１０ａ）－１．对比分析发现，大气气溶胶增加造成 青藏高原冬季增温不明显甚至出现变冷趋势，地面 积雪也随之增多，这可能歪曲了青藏高原地区气候 变暖对海拔高度的依赖性［４７］ ． 沙尘气溶胶对气候影响也引起了人们的重视． 研究表明，青藏 高 原 具 备 发 生 沙 尘 暴 的 前 提 条 件， 年沙尘暴发生频率非常高，大体有以羌塘高原为中 心向东南 逐 渐 减 少 的 趋 势［４８］ ．细 粒 物 质 被 轻 松 地 ２１６ 冰 川 冻 土 ３４卷
余光明等:青藏高原大气气溶胶研究进展 扬升到西风急流区,传往遥远的北太平洋地区,青染5和有机污染物的研究也为评估这一地区人 藏高原成为远程传输最高效的沙尘源地之一.沉降类活动的影响提供了佐证.室内空气质量的监测和 在北太平洋的沙尘,加强了海洋生物泵的效率,进控制也是当前气溶胶的研究领域之一,青藏高原纳 而可能对全球气候产生影响 木错游牧帐篷内空气质量的研究表明,在做饭和供 雪冰中的气溶胶粒子的记录(不溶性微粒)是一暖时间总悬浮颗粒物的含量较高,其平均浓度达到 个重要的气候环境指标,不仅为恢复历史时期大气4.45mg:m-3,日均浓度为3.16mg:m-3;室内 环流模式和揭示气候变化的机理提供了大量资料,的有毒元素Cd、As、Pb等含量平均浓度分别为 也为分析气溶胶在气候变化中的作用提供了良好的316g·m-3、3500pg·m-3、8L39pg·m 介质,目前中纬度青藏高原冰芯(如敦德、古里雅、不仅高于世界卫生组织的室内空气标准,也比纳木 达索普、珠峰冰芯等)和雪坑中不溶微粒已开展了错地区室外空气标准高104~10·量级.顾庆平 大量的工作.微粒研究主要涉及其浓度变化、成等研究了西藏自治区扎囊、江孜和当雄县农村 分、来源及其气候环境影响等.对近几十年来青藏的民居室内PM2污染情况,根据西藏民居因日常 高原不同地区冰芯微粒和气溶胶指数相关分析 使用生物质燃料导致的室内颗粒物污染状况,提出 以为反演更长时间序列的青藏高原气溶胶指数提供了相应的对策,如综合考虑厨卧分离、推广沼气、 了参考. Ming jing等[-3通过东绒布冰川40更换炉具等 m浅冰芯黑碳的研究,首次恢复了50a来喜马拉雅 青藏高原有关生物气溶胶的研究也有较多报 山地区黑碳沉降的历史;通过模式的模拟,认为20道,陈皓文[通过对青海3个典型地区(西宁、青 世纪90年代以来黑碳的辐射强迫呈现增加的局势,海湖和格尔木)的空气微生物含量的测定,分析了 2001年夏季甚至达到4.5W·m-2.近期,通过青三地空气微生物指标(空气细菌、真菌、总菌含量 藏高原5支冰芯黑碳过去50a变化历史的恢复,显真菌检出率、真菌与总菌量的比率)时空分布状态 示20世纪50—60年代欧洲黑碳高排放对青藏高原及其起因.拉萨、日喀则等地区的微生物污染状况 西部、北部的冰川融化有重要贡献;80年代中期以也开展了类似的研究 来青藏高原东南部与南部雪冰黑碳含量的持续增长 则显示南亚地区的黑碳排放在青藏高原冰川中的积5讨论与展望 累占主导作用2.此外,由于冰川区环境通常较为 近年来,青藏高原大气气溶胶的研究虽然取得 洁净,雪冰中的可溶性成分如离子、有机物等研究了显著进展,但同全球其它区域的研究比较,仍然 为探讨人为活动影响提供了许多资料,填补了许多相对滞后,同时也存在着以下几个问题 地区的空白53=5 (1)在青藏高原不同地区进行的气溶胶采样和 4青藏高原气溶胶环境效应的研究 分析方法之间缺乏可比性,因此,如何在青藏高原 地区这一独特地理单元获取全面的、有代表性的资 随着人们对环境污染问题的关注,气溶胶对环料仍是亟待解决的问题之 境的影响引起了人们的关注.1995-1999年印度 (2)青藏高原气溶胶的研究多集中在气溶胶基 洋实验期间发现在南亚、东亚、印度洋、东南亚上本特性描述性的研究,以化学成分分析为例,目前 空笼罩着的较厚的棕色污染尘埃,被称为大气棕色还集中在主要阴、阳离子浓度等常规硏究上.而气 云(ABC),喜马拉雅山南侧的 Pyramid站两年的气溶胶中的其它化学成分(如痕量元素、有机质等) 溶胶化学成分(EC、OC)监测表明,喜马拉雅山南的研究开展的较少,特别是集中在关于气溶胶的形 侧受到大气棕色云的影响.珠穆朗玛峰东绒成、气溶胶表面的非均相化学反应以及气溶胶动力 布切和扎当冰川区气溶胶元素组成也受到来自学的理论研究方面还不是很深入.另外青藏高原气 南亚地区的污染物质的干扰 溶胶的气候效应的研究已逐渐引起人们的重视,可 现有的监测表明青藏高原许多地区的气溶胶中是一些初步的研究结果还存在较大的不确定性,存 人为污染元素含量较低,但青藏高原部分地区已经在主要的问题是如何从大量分散和不连续的气溶胶 受到了人为活动的影响.珠穆朗玛峰地区Pb含量观测资料中提取适用于数值模式输入资料和计算结 的虽然较其他地区低,可是已经有所增加,表明已果之间的对比 经受到了人为活动的影响.雪冰中重金属污 (3)从研究区域看,大多数的研究集中在青藏 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
扬升到西风急流区，传往遥远的北太平洋地区，青 藏高原成为远程传输最高效的沙尘源地之一．沉降 在北太平洋的沙尘，加强了海洋生物泵的效率，进 而可能对全球气候产生影响． 雪冰中的气溶胶粒子的记录（不溶性微粒）是一 个重要的气候环境指标，不仅为恢复历史时期大气 环流模式和揭示气候变化的机理提供了大量资料， 也为分析气溶胶在气候变化中的作用提供了良好的 介质，目前中纬度青藏高原冰芯（如敦德、古里雅、 达索普、珠峰冰芯等）和雪坑中不溶微粒已开展了 大量 的 工 作．微粒研究主要涉及其浓度变化、成 分、来源及其气候环境影响等．对近几十年来青藏 高原不同地区冰芯微粒和气溶胶指数相关分析，可 以为反演更长时间序列的青藏高原气溶胶指数提供 了参考［４９］ ．ＭｉｎｇＪｉｎｇ等［５０－５１］通 过 东 绒 布 冰 川４０ ｍ 浅冰芯黑碳的研究，首次恢复了５０ａ来喜马拉雅 山地区黑碳沉降的历史；通过模式的模拟，认为２０ 世纪９０年代以来黑碳的辐射强迫呈现增加的局势， ２００１年夏季甚至达到４．５ Ｗ·ｍ－２．近期，通过青 藏高原５支冰芯黑碳过去５０ａ变化历史的恢复，显 示２０世纪５０—６０年代欧洲黑碳高排放对青藏高原 西部、北部的冰川融化有重要贡献；８０年代中期以 来青藏高原东南部与南部雪冰黑碳含量的持续增长 则显示南亚地区的黑碳排放在青藏高原冰川中的积 累占主导作用［５２］ ．此外，由于冰川区环境通常较为 洁净，雪冰中的可溶性成分如离子、有机物等研究 为探讨人为活动影响提供了许多资料，填补了许多 地区的空白［５３－５５］ ． ４ 青藏高原气溶胶环境效应的研究 随着人们对环境污染问题的关注，气溶胶对环 境的影响 引 起 了 人 们 的 关 注．１９９５—１９９９ 年 印 度 洋实验期间发现在南亚、东亚、印度洋、东南亚上 空笼罩着的较厚的棕色污染尘埃，被称为大气棕色 云（ＡＢＣ）．喜马拉雅山南侧的 Ｐｙｒａｍｉｄ站两年的气 溶胶化学成分（ＥＣ、ＯＣ）监 测 表 明，喜 马 拉 雅 山 南 侧 受 到 大 气 棕 色 云 的 影 响［５６］ ．珠 穆 朗 玛 峰 东 绒 布［５７］和扎当冰 川 区［８］气溶胶元素组成也受到来自 南亚地区的污染物质的干扰． 现有的监测表明青藏高原许多地区的气溶胶中 人为污染元素含量较低，但青藏高原部分地区已经 受到了人为活动的影响．珠穆朗玛峰地区 Ｐｂ含量 的虽然较其他地区低，可是已经有所增加，表明已 经 受 到 了 人 为 活 动 的 影 响［５８］ ．雪 冰 中 重 金 属 污 染［５９］ 和有机污染物［６０］的研究也为评估这一地区人 类活动的影响提供了佐证．室内空气质量的监测和 控制也是当前气溶胶的研究领域之一，青藏高原纳 木错游牧帐篷内空气质量的研究表明，在做饭和供 暖时间总悬浮颗粒物的含量较高，其平均浓度达到 ４．４５ｍｇ·ｍ－３，日均浓度为３．１６ｍｇ·ｍ－３；室内 的有毒元素 Ｃｄ 、Ａｓ、Ｐｂ等 含 量 平 均 浓 度 分 别 为 ３．１６μｇ·ｍ－３、３５．００μｇ·ｍ－３、８１．３９μｇ·ｍ－３． 不仅高于世界卫生组织的室内空气标准，也比纳木 错地区室外 空 气 标 准 高 １０４ ～１０６量 级［１０］ ．顾 庆 平 等［１１］研究了西藏自治区扎囊、江 孜 和 当 雄 县 农 村 的民居室内 ＰＭ２．５污染情况，根据西藏民居因日常 使用生物质燃料导致的室内颗粒物污染状况，提出 了相 应 的 对 策，如 综 合 考 虑 厨 卧 分 离、推 广 沼 气、 更换炉具等． 青藏高原有关生物气溶胶的研究也有较多报 道，陈皓文［６１］通过对青海３个 典 型 地 区（西 宁、青 海湖和格尔木）的空气微生物含量的测定，分 析 了 三地空气微生物指标（空气细菌、真菌、总菌含量、 真菌检出率、真菌与总 菌 量 的 比 率）时 空 分 布 状 态 及其起因．拉萨、日喀则等地区的微生物污染状况 也开展了类似的研究． ５ 讨论与展望 近年来，青藏高原大气气溶胶的研究虽然取得 了显著进展，但同全球其它区域的研究比较，仍然 相对滞后，同时也存在着以下几个问题： （１）在青藏高原不同地区进行的气溶胶采样和 分析方法之间缺乏可比性，因此，如何在青藏高原 地区这一独特地理单元获取全面的、有代表性的资 料仍是亟待解决的问题之一． （２）青藏高原气溶胶的研究多集中在气溶胶基 本特性描述性的研究，以化学成分分析为例，目前 还集中在主要阴、阳离子浓度等常规研究上．而气 溶胶中的 其 它 化 学 成 分（如 痕 量 元 素、有 机 质 等） 的研究开展的较少，特别是集中在关于气溶胶的形 成、气溶胶表面的非均相化学反应以及气溶胶动力 学的理论研究方面还不是很深入．另外青藏高原气 溶胶的气候效应的研究已逐渐引起人们的重视，可 是一些初步的研究结果还存在较大的不确定性，存 在主要的问题是如何从大量分散和不连续的气溶胶 观测资料中提取适用于数值模式输入资料和计算结 果之间的对比． （３）从研究区域看，大多数的研究集中在青藏 ３期 余光明等：青藏高原大气气溶胶研究进展 ３１６