青藏高原典型地区有机气溶胶的组成、来源与时空变化

青藏高原独特的地貌、生态和大气过程（如较强的太阳辐射和大气氧化性）、以及特殊的能源利用结构，使其在大气化学与环境变化研究方面具有明显的优势和特点。本项目拟选择高原4 个典型区域（珠峰、纳木错、藏东南和拉萨），依托已有的野外观测平台，采集不同季节的大气气溶胶样品；利用有机地球化学分析手段，认识青藏高原有机气溶胶浓度水平、化学组成和时空变化；通过分子标志物区分和量化各种人为源和天然源的相对贡献，并结合OC/EC 比值、WSOC 含量来研究二次有机气溶胶的含量和生成机制；通过比较不同区域的异同并揭示其内在原因，明确有机气溶胶形成转化的主要影响因素；利用大气气团轨迹分析，探讨有机气溶胶的长距离传输过程。本研究将丰富背景地区大气有机气溶胶的来源、转化与传输等方面的认知，为深入认识大气化学过程及气候效应评估提供重要科学基础。

本研究项目的计划要点是：选择青藏高原典型区域，采集不同季节的大气气溶胶样品，认识青藏高原有机气溶胶浓度水平、化学组成和时空变化；利用分子标志物区分和量化各种人为源和天然源的相对贡献，并结合OC/EC比值、WSOC含量来研究二次有机气溶胶的含量和形成机制；利用大气气团轨迹分析，探讨有机气溶胶的长距离传输过程。. 我们分析了珠峰站大气气溶胶中的有机碳、元素碳，水溶性有机碳、主要阴阳离子和左旋葡聚糖等分子标志物。结果表明，珠峰地区的OC、EC和WSOC的年均值分别为1.43, 0.25 and 0.77 μg/m3。与珠峰南坡的金字塔站相比，浓度水平很接近。珠峰站的水溶性Ca2+的季节波动不大，说明全年的载荷基本相当，但其他组分在春季pre-monsoon均表现出高值，并和南亚的大气棕色云的爆发吻合，反向气团轨迹和MODIS火点观测均支持这一结论。左旋葡聚糖和水溶性钾离子具有显著相关关系，进一步说明了南亚大气污染物，特别是生物质燃烧能够跨域喜马拉雅山脉，影响到青藏高原。. 为理解大气黑碳在时间尺度上的变化，我们对纳木错湖泊沉积物中的黑碳进行了分析。210Pb定年结果显示我们采集的湖泊沉积物大约涵盖过去150年的历史。我们利用IMPROVE-A热光反射(TOR)法，测定了沉积物中的黑碳含量，并计算出沉降通量。结果显示，纳木错湖芯中黑碳的浓度范围为0.49-1.09 mg/g，显著低于其他湖泊，如岱海、太湖、阿尔卑斯高山湖泊等。纳木错台站已经获得现代大气气溶胶中黑碳的浓度(年均值 82 ng/m3)，与沉积物结果相结合，能够估算出对应历史时期的大气中黑碳浓度。湖泊沉积物中的黑碳沉降通量在1857-1900s 之间保持相对稳定，此后逐渐上升，在1960年后，沉降通量急剧升高。通过对比不同区域的黑碳历史排放清单，纳木错湖泊沉积物中黑碳变化趋势，与南亚较为一致。近几十年较之工业革命前的背景时期，黑碳沉降通量上升了约2.5倍。.