青藏高原沙尘特征与高原黄土堆积_以2003_03_04拉萨沙尘天气过程为例

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1、第49卷第11期2004年6月论文青藏高原沙尘特征与高原黄土堆积:以2003-03-04拉萨沙尘天气过程为例①②①③①③①②方小敏韩永翔马金辉宋连春杨胜利张小曳(①兰州大学西部环境教育部重点实验室和资源环境学院,兰州730000;②中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安710054;③中国气象局兰州干旱气象研究所,兰州730020.E-mail:fangxm@lzu.edu.cn)摘要青藏高原是否是一个重要的粉尘源区,它关系到对青藏高原和远东-太平洋地区粉尘堆积、来源、环境效应认识和青藏高原隆升及全球海-陆-气相互耦合作用的

2、重大科学问题.2003年3月3～5日拉萨地区强扬沙天气过程的大气动力学和遥感影像跟踪分析,表明高原具备沙尘暴发生的所有条件,并有强大的上升运动将不同粒径的粉尘扬升到不同的高度,使粗粒粉尘在高原东部就近堆积成粗黄土,而较细的粉尘则被西风急流携带漂移并沉降到远东地区.高原40年来沙尘暴时空分布表明沙尘暴主要发生在冬季和初春,有较高的发生频率,从冬到春由南向北移动并与西风急流的位置密切相关.同中国大陆其他12个沙尘区相比,高原因较高的沙尘暴发生频率,特别是粉尘极易扬升到西风急流区,成为远程传输中主要的粉尘源地之一.关键词青藏高原沙尘暴黄土堆积远程传输粉

3、尘源区青藏高原中、西部外围地区的高原和边缘地区广在海拔4800m的五道梁(35.2°N,93.1°E)气溶胶特征泛分布大量的黄土,尤其是东昆仑山——鄂拉山以南和沉积通量,初步断定青藏高原不具备粉尘源区的[15]的青藏高原黄土,因高原海拔多在3500～4500m以条件.然而,由于观测资料短,并仅局限一个地点,上,黄土的成因及其来源一直是一个引人注目的重既难以代表整个高原的平均状况也难以代表高原年要科学问题(图1).最近地质学的研究证据表明,青际及长期状况,现在高原是不是粉尘源区需要进一藏高原的黄土是不同于黄土高原黄土的冷黄土,黄步研究.高原面积约占

4、我国总面积的1/4,海拔多在土粒度显著粗于后者,可能主要来自青藏高原本身,3500～4500m以上,远高于塔克拉玛干沙漠840～中、高空西风和高原季风可能是主要的沙尘制造者和1200m、巴丹吉林沙漠1300～1800m和腾格里沙漠[1~5][17]搬运载体.通过粉尘石英颗粒ESR信号比较研究,1400～1600m的海拔高度.而早在21世纪80年[18]日本“黄沙”的许多部分可能是西风从青藏高原地区代初期,Duce等人就认为来源于亚洲的春季粉尘[6]携带而至.太平洋深海钻探沉积粉尘的研究也揭示主要被500hPa(5500m)的西风急流所携带沉积在北

5、出25°～40°N的亚洲大陆干旱荒漠化地区是主要的太平洋,因此,高原上发生的沙尘暴所扬起的粉尘较[7,8]粉尘源地,西风是主要的粉尘搬运载体.最新的其余源区更容易进入西风急流区.鉴于青藏高原是研究表明,青藏高原及其边缘的黄土主要形成于距否是一个重要的粉尘源区不但是一个地区性的科学[2,4,5,9~12]今约0.8～1.15Ma前,并且可能是高原隆升问题,涉及对青藏高原黄土形成和来源的认识,而且到关键的大气动力学和自然地理景观分界高度.高是一个关系到青藏高原隆升和全球海-陆-气相互耦原进入冰冻圈,荒漠化成为新的粉尘源地,并导致环合作用的重大科学问题

6、,有必要展开充分的讨论.流的重大调整,低中层西风被迫分成南北两支绕流.2003年3月4日和5日中央电视台新闻联播连[5,11,12]高原季风稳定发生的产物,并进而很可能导致续报道了3～5日拉萨(29.4N,91.08E)地区发生的[13]了此时的全球降温(中更新世革命)和中国内地急强扬沙天气,为研究上述重大科学问题提供了一个剧干旱化和沙漠化,大型沙漠形成,黄土从黄土高原难得的契机.本文以此强扬沙天气过程为例,分析了[5,11,12]向中国东部长江流域中下游大规模扩展.沙尘暴的路径及其垂直上升运动,并结合高原91个[14,15][16]张小曳等

7、人和沈志宝等人利用化学元素气象站近40年来的沙尘暴资料和日本、韩国的有关示踪系统分析了1993年9～10月与1994年4～5月文献,来探讨高原沙尘暴的时空分布及其远程传输,1084www.scichina.com论文第49卷第11期2004年6月就青藏高原是否是一个重要的粉尘源区展开讨论.宽广,几乎包括了除沙丘和山地中心基岩部分以外[20]的所有地区,物质组成均匀,以粉细砂为主.同时1研究区的地理和沙源概况高原目前沙漠化的面积也在剧增,据调查目前仅西研究区域主要集中在青藏高原,总的地势由西藏自治区就有沙漠化土地2047.41×104hm2,占全区

8、北向东南倾斜,海拔从平均5000m以上渐次递降至土地总面积的17.03%,沙漠化土地广泛分布于全区[21]3500m左右.当西风急流调整