中亚和南亚境外输入青藏高原气溶胶特征及基于稳定碳同位素和生物质燃烧示踪物的源识别

Being adjacent to Central and South Asia, Tibetan Plateau is readily influenced by the trans-boundary atmospheric pollutants. The sampling and measurement were conducted at three typical sites (Mt. Muztagh Ata, Lulang and Qinghai Lake). The physic-chemical characteristics and optical properties of aerosol are obtained by using the following methods (including the chemical analysis, optical measurement, the stable carbon isotope ratios, combustion tracers and model simulation, etc.). The contributions of biomass burning and fossil fuel combustion can be distinguished. To determine the potential source areas and transport pathway of atmospheric pollutants to the sites, the integrated simulations （WRF-BC,PSCF）are conducted by using the receptor model, backward trajectory analysis and potential source contribution function analysis. The contribution areas of biomass burning and fossil fuels combustion from Central and South Asia can be obtained. The results will improve the scientific understanding of aerosol in Tibetan Plateau, and also can be used for the regional environmental protection and policy making.

青藏高原作为环境变化的敏感区，周边国家大气污染物排放极易对其环境造成影响，结合区域大气环流形式，本项目针对来自中亚和南亚2个典型的大气污染物境外输入通道开展工作，选择高原西风环流过境输送通道（慕仕塔格）和藏东南输送通道（鲁朗）2个典型站点和1个参照点（青海湖）进行观测，利用多种手段（颗粒物采集与分析、不同波段光学测量、稳定碳同位素分析、生物质燃烧示踪物及模式模拟等）综合分析境外输入气溶胶理化、光学特征；获得其质量浓度、黑碳、有机碳、元素、离子浓度及光学参数等特征，结合稳定碳同位素和生物质燃烧排放示踪物（左旋葡聚糖等）指标，定量区分生物质及化石燃料燃烧排放贡献；结合模式模拟（WRF-BC）、潜在源区分析（PSCF）及受体模型等手段获得中亚和南亚生物质及化石燃料燃烧排放源区分布、输送及相对贡献。项目成果将提高对青藏高原境外输入大气气溶胶特征及传输规律的科学认识，相关成果可服务于政府环境决策。

青藏高原作为“地球第三极”，生态环境面临诸多挑战，如冰川退缩、冻土消融等。其被全球碳气溶胶高排放区域包围，周边排放大气颗粒、黑碳棕碳可传输到高原。吸光性黑碳和棕碳具增温效应，其沉降在冰雪表面亦会加速冰川及积雪融化。在青藏高原不通区域及关键输送通道开展大气颗粒物全组分分析，深入理解关键化学组分和光学吸收的内在关联，并对黑碳、棕碳光学吸收、辐射强迫及传输开展研究。发现黑碳在高原各区域都是主要吸光碳组分，其贡献具显著区域差异；二次棕碳有较重要贡献，尤其在高原东北及西南区域；黑碳和一次棕碳潜在源区主要为印度恒河平原及高原内部区域；冬季藏东南正构烷烃和多环芳烃浓度最高，多环芳烃与甲醇提取棕碳的光吸收系数相关性显著；发现季风期生物源有机气溶胶可能是藏东南棕碳组分重要贡献者；并发现与高原区域不同，内地城市（西安）一次棕碳的光吸收贡献远高于二次棕碳，其辐射强迫亦较高。 藏东南传输通道WS-BrC 和 MeS-BrC光学吸收系数（babs365）都表现为冬季最高，夏季最低；MeS-BrC babs365大约为WS-BrC babs365 1.5倍；(AAE, 365–550 nm） 分别为 MeS-BrC (8.2）和WS-BrC (6.9)；MAC365表明BrC 在冬季具有更高的短波吸收效率，深入理解青藏高原棕碳气溶胶的气候环境效应有重要意义。