Hvad er årsagen til støvkoncentrationer over Østasien?

Støv, en af ​​de vigtigste aerosolbestanddele i den globale aerosolbelastning, er en aktiv komponent i Jordens fysiske, kemiske og biogeokemiske kredsløb. Ud over, støvaerosoler inducerer negative virkninger på den sociale og økonomiske udvikling. Et casestudie for støvstormen i Beijing indikerede totalt økonomisk tab på grund af støvstorme fra 2, 268,5 millioner RMB (273,3 millioner USD) til 5, 796 millioner RMB (698,3 millioner USD). Øgede koncentrationer af partikler i atmosfæren under støvstorme kan også føre til akutte luftvejsskader og langvarig sygdom såsom ørkenpneumokoniose.

Beliggende i det centrale Tarim-bassin (Figur 1a), Taklimakan-ørkenen (TD) dækker et område på cirka 337, 600 km ² , hvilket gør den til den største ørken i Kina og den næststørste drivende ørken i verden. TD er længe blevet betragtet som den største kilde til støvkoncentrationer over Østasien. Alligevel, forskere har undervurderet betydningen af ​​Gobi-ørkenens (GD) bidrag til østasiatiske støvkoncentrationer, og der er stadig et stort hul i relaterede undersøgelser. Der er store usikkerheder i kvantificeringen af ​​TD- og GD-støvets bidrag til de samlede støvkoncentrationer over Østasien.

En ny undersøgelse med titlen "Sammenligning af støvemissioner, transportere, og aflejring mellem Taklimakan-ørkenen og Gobi-ørkenen fra 2007 til 2011" er blevet offentliggjort i SCIENCE KINA Jordvidenskab . Denne forskning blev udført af Jianping Huang forskergruppe ved Lanzhou University i Kina (førsteforfatteren Siyu Chen er teammedlemmet). De sammenlignede kvantitative forskelle i støvemissioner, transport og våd/tør aflejring over TD og GD i forskellige sæsoner fra 2007 til 2011 baseret på WRF-Chem modellen og satellitsøgninger. Forfatterne analyserede også grundigt årsagerne til disse forskelle.

Forskningen viste, at støvemissioner, løft og langdistancetransport relateret til disse to støvkilderegioner var markant forskellige på grund af divergenser i topografi, højde, termiske forhold og atmosfærisk cirkulation. Selvom TD har den største støvemissionskapacitet i Østasien, GD er den største bidragyder til østasiatiske støvkoncentrationer snarere end TD. For at være mere specifik, TD er placeret i Tarim-bassinet og omgivet af bjerge på tre sider. Desuden, den dominerende overfladevindretning er østpå, og den gennemsnitlige vindhastighed i store højder er relativt lille over TD. Som resultat, TD-støvpartiklerne transporteres ikke let uden for Tarim-bassinet, sådan at de fleste af støvpartiklerne genaflejres efter opløftning, ved en samlet deponeringshastighed på ca. 40 g m ^-2 . Det er først, når TD-støvpartiklerne løftes op over 4 km og trækkes med i vesten, at de gennemgår langdistancetransport.

Sammenlignet med TD, topografien af ​​GD er relativt flad og i en høj højde, og området er under indflydelse af to jetstrømme i stor højde, hvilket resulterer i høje vindhastigheder i den øvre atmosfære. Dyb konvektiv blanding gør det muligt for den nedadgående gren af ​​jetstrømmene kontinuerligt at transportere momentum nedad til midten af ​​troposfæren, fører til øgede vindhastigheder i den nedre troposfære over GD, hvilket begunstiger den vertikale opløftning af GD-støvpartiklerne. Derfor, GD-støvet var meget sandsynligt, at blive transporteret under påvirkning af stærke vestlige jetfly, og spillede dermed den vigtigste rolle i at bidrage til støvkoncentrationer i Østasien. Cirka 35 procent og 31 procent af støvet fra GD transporteres til fjerntliggende områder i Østasien om foråret og sommeren, henholdsvis.

Forskningen giver et nyt perspektiv baseret på tidligere arbejde. Det understreger, at GD-støvet bidrager i høj grad til støvkoncentrationer og den relaterede klimaeffekt induceret af støv over Østasien. Disse undersøgelser argumenterer også for ørkendannelseskontrol i GD-regionerne.