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大气气溶胶作为影响气候变化和环境变化的一个重要因子,引起了全球科学界的重视,是当今国际科学界的热门研究话题。大气气溶胶作为辐射强迫因子来影响气候变化,但目前缺乏全球范围内气溶胶系统的观测资料,对其辐射强迫的估计只能是基于现有实验结果和观测资料基础上的理论数值模拟。通过大气气溶胶的采集可以研究其对当今环境的影响,并且通过冰川区的大气气溶胶样品的采集还可为冰芯中古环境记录的合理解释提供依据。本文基于在天山乌鲁木齐河源区1号冰川采集的大气气溶胶和表层雪样品中可溶性离子的分析,初步得出了以下结论:
气溶胶中所测阴阳离子总和的年度平均值为61.37neq/m3。其中阳离子总和为38.73 neq/m3,稍大于所测阴离子的总和(22.64 neq/m3)。NO3-、SO42-、Ca2+是气溶胶中的主要离子,分别占气溶胶载量的14.86%、17.2%、36.25%。在2003和2004这两年中,气溶胶中的可溶性离子平均浓度一般在春季和夏季较高,冬季较低。平均载量的年际变化差异较小,这说明该地区气溶胶中可溶性离子含量较为稳定。
气溶胶中各种可溶性离子年际变化及季节变化特征明显,可溶性离子在2003年和2004年中的变化趋势基本一致,尤其是峰值处对应较好。除NO3-外,Cr、SO42-、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+这七种离子在2004年的整体变化趋势较为相似,都呈双峰变化。
表层雪中所测阴阳离子总和的年度平均值为139.37μeq/L。所测阳离子总和为113.51μeq/L,大于所测阴离子的总和(25.86μeq/L)。SO42-、Mg2+、Ca2+是表层雪中的主要离子,分别占表层雪载量的8.6%、8.21%、61.1%。1号冰川表层雪中的可溶性离子浓度也在春季和夏季较高,在冬季的浓度较低。2004年的平均载量高于2003年。相同季节中相同离子的浓度变化差异较大,在冬季和春季中变化小一些。这种现象可能是受后沉积作用影响的结果。表层雪中可溶性离子年际和季节变化特征明显。
气溶胶和表层雪中各种主要离子年际变化和季节变化特征相似,差异处可能受降水和后沉积作用的影响。降水对气溶胶浓度的清除作用较大,而温度对表层雪的淋溶作用影响较大。一年中降水和较高温度出现的时间相同,对大西沟气象站2003年至2005年的月平均气温和月降水频率的相关性较好,r2=0.85,说明降水与气温有很好的正相关。2003年的降水和温度的对应时间上有一定的差异,高温时段滞后于降水频繁的时段,这也造成了这段时间内表层雪中各种离子浓度较低,而对应的气溶胶中浓度较高的原因。
总体来说,在采样时段内,气溶胶和表层雪中的主要离子随时间的变化趋势相似,说明在这一地区雪中的某些成分的确能够反映沉积时大气中的浓度。