陆地典型的对流边界层高度通常为 1000-2000 m。然而,位于塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠具有特殊的深盆地地形以及强烈的对流和湍流运动,导致该区域大气边界层异常深厚,边界层高度可达4000-6000 m。目前,塔克拉玛干沙漠深厚边界层内沙尘气溶胶的垂直原位观测尚处空白,沙尘气溶胶垂直分布与大气边界层结构之间的相互作用尚不清楚。
为此2022年5月,沙漠所何清研究员团队在塔克拉玛干沙漠首次开展沙尘气溶胶垂直探空综合观测试验,结合SBDART数值模式,对比分析清洁天与沙尘天大气边界层结构的演变特征,揭示了不同沙尘背景下沙尘气溶胶辐射强迫对大气边界层结构变化的影响。研究发现:白天,沙尘气溶胶吸收太阳短波辐射产生加热效应,在沙尘层顶部形成深厚的顶盖逆温层(厚度约1000 m),该逆温层结抑制对流边界层发展,并削弱沙尘气溶胶的垂直输送,对流边界层高度为100-2000 m;夜间,沙尘气溶胶释放长波辐射,引起大气冷却和地表增温,促进了深厚稳定边界层的发展。辐射传输模拟结果进一步证实,沙尘气溶胶的辐射效应是驱动大气边界层结构变化的关键因子。本研究为揭示沙尘气溶胶对深厚大气边界层结构的影响提供了垂直观测证据,系统阐明了沙尘气溶胶辐射强迫对大气边界层结构演变的影响机制,可为天气气候模式改进及沙尘预报精度的提升提供科学支撑。
相关成果以“Vertical Observational Evidence of Dust Aerosol Radiative Forcing on the Atmospheric Boundary Layer over the Taklimakan Desert, China”为题发表在Atmospheric Science Letters,论文第一作者为沙漠气象研究所孟露副研究员。该研究得到国家自然科学基金重点基金项目,天山创新团队项目和新疆维吾尔自治区自然科学基金的支持。
原文信息: Meng, L., He, Q., Yi, Z., M., Zhao, T., L., Yang, F., Zhu, C., Z., Wang, T., H. 2026. Vertical Observational Evidence of Dust Aerosol Radiative Forcing on the Atmospheric Boundary Layer over the Taklimakan Desert, China. Atmospheric Science Letters.
文章链接:https://doi.org/10.1002/asl2.70014。
(作者:孟露 校对:张旺 审核:周成龙)
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