沙尘气溶胶是青藏高原上空大气气溶胶的重要组成部分 。青藏高原上空的沙尘气溶胶通过反射太阳短波辐射、吸收地面长波辐射以及改变地表反照率，影响地气系统辐射平衡，进而影响青藏高原及其周边地区的气候变化。此外，沙尘气溶胶可能通过气溶胶-云-降水相互作用抑制或增强降水，影响青藏高原的水循环过程。 以往研究指出，东亚沙源（青藏高原本地沙源和塔克拉玛干沙漠）、非洲北部、中东和中亚地区是青藏高原上空沙尘气溶胶的主要来源，但是上述沙源对青藏高原上空沙尘气溶胶含量的相对贡献率，以及沙尘从北非、中东和中亚传输到青藏高原上空的过程，需要进一步研究。以上工作结果为非洲北部和中东、中亚地区气候变化与青藏高原气候变化的“遥相关”提供了思路。
近日北京师范大学、中国科技大学、兰州大学、中科院大气物理研究所和中科院青藏高原高原研究所等单位的研究人员利用气象和化学在线耦合的新一代大气环境模式（WRF-Chem）对2010-2014年全球沙尘天气过程进行了连续模拟，利用模拟结果估算了不同沙源对青藏高原上空沙尘气溶胶含量的相对贡献率，分析了沙尘从非洲北部、中东地区到青藏高原上空的物理过程。模拟过程中对不同源区排放的沙尘颗粒进行在线追踪，直接得出不同沙源对青藏高原上空沙尘气溶胶含量的相对贡献率。
模拟结果表明，在非洲北部和中东地区，对流层低层的中纬度低压系统和低纬度高压系统配置，是上述地区向青藏高原上空传输沙尘的主要原因。高压和低压系统配置在对流层低层产生了强烈的西风，引起了上述地区的沙尘天气。与此同时，高空西风急流通过向下的动量传输增加了对流层低层的风速，加剧了上述地区的沙尘天气发展，并且通过西风急流出口区次级环流的上升气流，引导沙尘从地面向对流层中层扩散。沙尘到达对流层中层以后，分成两条路径向青藏高原传输，其中北支路径经过中亚、蒙古和华北，南支路径沿着青藏高原南坡从阿富汗、巴基斯坦到印度北部，北支路径伴随的高压脊是引导沙尘气溶胶从中亚向青藏高原北部传输的重要天气系统。
不同沙源对青藏高原上空沙尘气溶胶含量的贡献率在春季最高，其中东亚沙源的贡献最为突出，其对青藏高原上空气柱沙尘含量的贡献率在60-77%。在青藏高原上空500hPa高度上，东亚沙源对该层沙尘浓度的贡献率在夏季为55％，秋季为44％，冬季、春季贡献相当（27-36％）。非洲北部、中东和中亚地区主要影响青藏高原上空300hPa高度上的沙尘气溶胶含量，四个季节中非洲北部贡献率为31-59%，而中东和中亚地区贡献率为 36％。
相关成果以“The source contributions to the dust over the Tibetan Plateau: a modelling analysis”发表在“Atmospheric Environment”上。北京师范大学毛睿副教授是第一作者，中国科技大学赵纯教授是通讯作者 。该研究得到国家重点研发计划项目“全球变化人口与经济系统风险形成机制及评估研究”和国家自然科学基金青年基金和面上基金等项目的资助。
文章链接 https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.116859
图1 不同沙源对青藏高原上空气柱沙尘含量 (a)、500 hP沙尘浓度 (b)和 300 hPa沙尘浓度 (c)的贡献量. 柱上数字代表不同沙源对该变量的相对贡献率.
