中國(guó)西北春季沙塵高發(fā)區(qū)及沙塵源解析

張 曄,王海兵,左合君,閆 敏

中國(guó)西北春季沙塵高發(fā)區(qū)及沙塵源解析

張 曄,王海兵*,左合君,閆 敏

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)沙漠治理學(xué)院,內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)沙物理與防沙治沙工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

以波段亮溫差算法(BTD)對(duì)中國(guó)西北2014~2018年春季460期 MODIS L1B數(shù)據(jù)進(jìn)行沙塵信息逐日提取,統(tǒng)計(jì)分析沙塵頻數(shù)的空間分布規(guī)律,結(jié)合地貌特征及地表沉積物細(xì)顆粒組分含量進(jìn)行沙塵源解析.結(jié)果表明:(1)中國(guó)西北沙塵活動(dòng)呈“兩區(qū)三帶”分布特征,沙塵頻發(fā)區(qū)主要分布于塔里木盆地和蒙古高原南部沙漠戈壁區(qū);區(qū)內(nèi)存在塔克拉瑪干沙漠東南緣荒漠綠洲高頻帶(270~287次)、庫(kù)姆塔格沙漠北緣高頻帶(240~250次)及巴丹吉林沙漠東北邊緣荒漠綠洲高頻帶(240~250次).(2)中重度沙塵高頻區(qū)主要分布于塔克拉瑪干西北部沙漠綠洲.沙塵源主要為富含粉塵的邊緣沙漠與沖積洪積扇緣戈壁交錯(cuò)帶,內(nèi)含豐富的干河床、干涸湖泊和綠洲退化地,該區(qū)域細(xì)物質(zhì)組分含量高,易釋放粉塵微粒并通過局地循環(huán)過程向周邊地表擴(kuò)散沉積,為區(qū)域高頻、高濃度沙塵發(fā)生提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ).

波段亮溫差(BTD)；沙塵頻數(shù)；沙塵源；中國(guó)西北

風(fēng)沙活動(dòng)是干旱區(qū)主要的地表過程.頻繁的沙塵天氣會(huì)加劇地表風(fēng)蝕、破壞土壤組分[1-2],惡化空氣質(zhì)量、危害人類健康;沙塵氣溶膠不僅能參與云凝結(jié)核的形成影響降水模式[3-5],還可遠(yuǎn)距離為海洋提供Fe物質(zhì)[6-9],通過“生物泵”作用降低CO2濃度,進(jìn)而成為驅(qū)動(dòng)全球氣候變化的重要因素之一[6,9-10].

中國(guó)西北是亞洲主要的沙塵源區(qū)之一[11-15],該區(qū)域地貌復(fù)雜、地表景觀多樣,沙漠、退化綠洲、干涸水系等交錯(cuò)分布,沙塵過程也極其復(fù)雜,使得對(duì)于沙塵源地及主要釋放地表的認(rèn)識(shí)存在很大分歧.以多年氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并結(jié)合土壤數(shù)據(jù)等得到中國(guó)及其北方地區(qū)的沙源為沙漠、荒漠和戈壁[15-18],但干旱區(qū)氣象站布設(shè)稀少,地面監(jiān)測(cè)下沙塵活動(dòng)空間分布規(guī)律的插值結(jié)果往往存在缺陷,在一定程度上會(huì)制約對(duì)沙塵源的認(rèn)識(shí).因此,大范圍、多時(shí)相、高精度的遙感監(jiān)測(cè)十分必要.如以Sea WiFS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),監(jiān)測(cè)到東亞沙塵的主要源地為內(nèi)蒙古中西部的沙漠、戈壁及蒙古的戈壁[14];通過收集MODIS多年的沙塵暴影像并對(duì)個(gè)別沙塵事件進(jìn)行分析,得到中國(guó)西北沙塵源主要是沖積扇、干湖及河床[19];基于全球氣溶膠模式(GOCART)對(duì)東亞沙塵分布及源匯的研究結(jié)果表明,中國(guó)境內(nèi)主要沙源為塔克拉瑪干沙漠、河西走廊及河套地區(qū)[5];通過野外觀測(cè)不同類型景觀的沙塵排放通量,表明干涸湖床沉積物、退化草地等是主要沙塵源[16];研究中國(guó)西北沙漠沙塵的地球化學(xué)元素空間分布特征后,確定了巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠及部分內(nèi)蒙古戈壁沙漠等為沙源區(qū)[20];對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列氣象站數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,南疆是中國(guó)沙塵暴最頻繁的地區(qū)[21],而塔克拉瑪干沙漠則是向外輸送沙塵最多的區(qū)域[22].

沙塵活動(dòng)的空間分布規(guī)律是揭示塵源的重要依據(jù),其不確定性是導(dǎo)致目前對(duì)源地認(rèn)識(shí)存在爭(zhēng)論的主要原因.正是由于中國(guó)西北地貌的復(fù)雜性,致使沙塵活動(dòng)的空間變異非常大,僅憑有限的氣象站很難全面覆蓋沙塵的波及范圍,空間連續(xù)性較差.衛(wèi)星遙感則可實(shí)現(xiàn)對(duì)沙塵天氣的宏觀監(jiān)測(cè),但目前相關(guān)研究均基于少數(shù)幾次過程的個(gè)例分析,其結(jié)果不足以準(zhǔn)確體現(xiàn)大多數(shù)沙塵過程的源地,不具代表性.因此,本文從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度出發(fā),對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列的MODIS數(shù)據(jù)采用波段亮溫差算法(BTD)進(jìn)行逐日分析,將衛(wèi)星遙感和頻數(shù)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合展開沙塵源研究.其中,BTD算法已被廣泛應(yīng)用于沙塵天氣的監(jiān)測(cè)中[19,23],并且大量學(xué)者[24-25]已驗(yàn)證其能夠彌補(bǔ)其他沙塵識(shí)別方法的不足,具有明顯優(yōu)勢(shì).

基于以上,本文以BTD算法作為沙塵信息提取手段,以長(zhǎng)時(shí)間序列、全時(shí)相、大范圍的MODIS遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),逐日解譯典型代表區(qū)域中國(guó)西北2014~2018年3~5月近460期影像,對(duì)監(jiān)測(cè)到的全部沙塵事件進(jìn)行逐一分析,得到該地區(qū)該時(shí)段每一天沙塵活動(dòng)的具體情況,進(jìn)而統(tǒng)計(jì)出近5年沙塵天氣的爆發(fā)頻數(shù);通過地貌類型及地表組分特征來識(shí)別高頻、高濃度沙塵源區(qū)及主要的釋放地表,以期為其確定及治理與沙塵過程的監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐.

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取

MODIS是EOS系列衛(wèi)星搭載的中分辨率成像光譜儀,其數(shù)據(jù)因具高地面分辨率、多波段和時(shí)效性良好且易獲取等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,可滿足沙塵的逐日監(jiān)測(cè).本文遙感數(shù)據(jù)來自美國(guó)航空航天宇航局戈達(dá)德航天中心,采用2014~2018年春季(3~5月)的MODIS L1B (1km×1km)數(shù)據(jù),研究范圍包括中國(guó)西北(內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、寧夏、青海、西藏)六省,涉及影像總計(jì)約4700景;采用的谷歌影像,通過LSV軟件下載,分辨率為19.11m.

1.2 研究方法

1.2.1 沙塵信息提取 BTD算法始于20世紀(jì)80年代的分裂窗法,大氣中硅酸鹽顆粒和冰水物顆粒的區(qū)分可以通過11μm和12μm兩通道的輻射亮溫差實(shí)現(xiàn),當(dāng)其呈現(xiàn)負(fù)值時(shí)為硅酸鹽顆粒,即為沙塵區(qū),且負(fù)值越小沙塵濃度越大,強(qiáng)沙塵暴過程其絕對(duì)值較大;其余非負(fù)值則代表陸地、水域和云區(qū)[24-26].

利用衛(wèi)星自帶的地理信息進(jìn)行幾何校正,通過對(duì)比RGB為1、15、20,1、2、29,1、15、29以及1、4、3不同波段組合后的效果,選用1、4、3真彩色合成顯示影像,以確定沙塵過程的基本信息;基于BTD模式選用熱紅外31、32波段相減作差來提取沙塵,進(jìn)一步明確其覆蓋范圍(圖1);以研究區(qū)(內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、寧夏、青海、西藏)為界對(duì)拼接鑲嵌后的數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪,得到研究區(qū)BTD影像.

圖1 沙塵信息提取方法

1.2.2 BTD模式精度驗(yàn)證 通過研究區(qū)內(nèi)典型氣象站(馬鬃山、額濟(jì)納旗、東勝、阿拉爾、若羌、民豐)2014~2017年春季能見度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)http://data.cma.cn/)和氣象站(城鎮(zhèn)區(qū)域)及其附近植被稀疏的荒漠區(qū)近地表BTD沙塵提取數(shù)據(jù)結(jié)果,進(jìn)行擬合以驗(yàn)證BTD方法的準(zhǔn)確性;并按月統(tǒng)計(jì)沙塵日數(shù),分析數(shù)據(jù)間的一致性程度,進(jìn)一步驗(yàn)證本文BTD方法的精度(圖2).

1.2.3 沙塵頻數(shù)統(tǒng)計(jì) 通過統(tǒng)計(jì)全部BTD影像數(shù)據(jù)的波段閾值,得出沙塵的閾值范圍在-9~-1之間,并且其日數(shù)分布呈正態(tài)分布(圖3),基于此初步劃分沙塵濃度,得到輕度(-2.5

圖2 研究區(qū)地形

圖3 BTD閾值分布

1.2.4 高頻沙塵區(qū)及沙塵釋放地表的確定 基于Gis10.3,結(jié)合谷歌影像進(jìn)一步分析高頻區(qū)沙塵的空間分布及地貌特征,引用高頻區(qū)地表細(xì)顆粒組分含量數(shù)據(jù),識(shí)別主要的沙塵釋放地表.

2 結(jié)果分析

2.1 BTD模式沙塵提取精度

將BTD氣象站(城鎮(zhèn)區(qū)域)提取結(jié)果和站點(diǎn)附近(植被稀疏的荒漠區(qū))坐標(biāo)提取結(jié)果分別與氣象站監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行擬合(圖4a),得到相關(guān)系數(shù)2值分別為0.671和0.8988,說明BTD模式在植被稀疏的荒漠地表精度更高,達(dá)89.88%;如圖4b所示,以月沙塵日數(shù)對(duì)比氣象站數(shù)據(jù)和站點(diǎn)附近同期BTD荒漠地表提取數(shù)據(jù),結(jié)果顯示二者變化趨勢(shì)基本吻合.

2.2 中國(guó)西北沙塵活動(dòng)的空間分異特征

由圖5可見,新疆南部塔里木盆地和蒙古高原南部沙漠戈壁區(qū)為中國(guó)西北兩大高頻源區(qū),該區(qū)域2014~2018年春季沙塵頻數(shù)最大達(dá)287次,其中范圍在240~287次的主要分布區(qū)域?yàn)樾陆喜克死敻缮衬暇?200~240次的分布區(qū)域?yàn)樾陆喜克锬九璧丶捌鋿|南部庫(kù)姆塔格沙漠、內(nèi)蒙古西部巴丹吉林沙漠以及青海省柴達(dá)木盆地邊緣;160~200次主要分布在新疆塔里木盆地邊緣及其東南部帶狀區(qū)域和內(nèi)蒙古西部.

由圖6(a)可知,輕度沙塵活動(dòng)發(fā)生頻次最大為237次,其高頻區(qū)分布于新疆塔克拉瑪干沙漠南部、庫(kù)姆塔格沙漠、內(nèi)蒙古巴丹吉林沙漠北部以及青海柴達(dá)木盆地邊緣區(qū)域;圖6(b)中度沙塵活動(dòng)發(fā)生頻次最大為83次,其高頻區(qū)分布于新疆塔克拉瑪干沙漠西北部,并且以該地為中心向南延伸,其頻次呈減小趨勢(shì);圖6(c)重度沙塵活動(dòng)發(fā)生頻次最大為7次,其高頻區(qū)分布于新疆塔克拉瑪干沙漠北部,并且以該地為中心其頻次向四周呈減小趨勢(shì).

圖4 BTD提取結(jié)果與氣象站數(shù)據(jù)對(duì)比

圖5 中國(guó)西北沙塵活動(dòng)頻數(shù)空間分布

2.3 中國(guó)西北沙塵高頻區(qū)地貌特征

由圖7可見,圍繞邊緣沙漠與山前沖洪積扇扇緣交匯處形成了三大沙塵高頻帶(3230次):塔克拉瑪干沙漠東南邊緣高頻帶(圖7a)、庫(kù)姆塔格沙漠北緣高頻帶(圖7b)和巴丹吉林沙漠東北邊緣高頻帶(圖7c),并且在塔克拉瑪干沙漠西北部存在中、重度沙塵高頻區(qū)(圖7d).圖7a塔克拉瑪干沙漠東南邊緣高頻帶,沙塵頻數(shù)最大處(270~280次)位于阿爾金山脈及昆侖山脈山前沖、洪積平原向塔克拉瑪干邊緣沙漠過渡區(qū)域,該區(qū)域多斷流水系、干河床及綠洲退化地分布;圖7b庫(kù)姆塔格沙漠北緣高頻帶,以北山及小紅山山前洪積扇與庫(kù)姆塔格北部邊緣沙漠交匯處沙塵頻數(shù)最大(240~250次);圖7c巴丹吉林沙漠東北邊緣高頻帶,頻數(shù)最大處(240~250次)在額濟(jì)納沖積洪積扇緣戈壁及東北邊緣沙漠均有分布,且多干鹽湖、干湖床分布.圖7d為中度、重度高頻區(qū)(即中高濃度沙塵高發(fā)區(qū)),二者均位于塔克拉瑪干沙漠西北部.其中,中度高頻區(qū)呈帶狀或點(diǎn)狀分布于和田河下游退化綠洲下風(fēng)向處的沙漠邊緣,沙塵頻數(shù)以天山山脈水系(托什干河等)沖洪積區(qū)、退化綠洲與塔克拉瑪干北緣沙漠交錯(cuò)帶最大(79~83次);重度高頻區(qū)則位于沙漠北部克里雅河下游處干河床及綠洲退化地,呈點(diǎn)狀分布.

圖7 中國(guó)西北高頻沙塵區(qū)地貌特征

2.4 典型地貌地表組分特征

如表1所示,四個(gè)區(qū)域(中國(guó)西北沙塵三大高頻帶及中重度高頻區(qū))整體而言,地表細(xì)顆粒(粒徑<0.01mm及<0.05mm)組分平均含量大小均呈現(xiàn)邊緣退化地>沖積、洪積扇扇緣戈壁>邊緣沙漠、沙山,分別為:4.17%、3.71%>2.13%>0.84%(塔東南, <0.01mm)和13.18%、12.33%>7.94%>3.78%(塔東南, <0.05mm);8.78%>6.46%>0.97%(塔西北,<0.01mm)和24.06%>20.86%>3.98%(塔西北,<0.05mm); 60.34%>3.18%(庫(kù)北,<0.063mm);1.40%>0.65%(巴東北,<0.01mm)和15.89%>5.15%>2.27%(巴東北, <0.05mm).其中,巴丹吉林沙漠東北部地表細(xì)組分平均含量雖以綠洲最大,但因其植被蓋度良好而粉塵不易釋放,故不作比較.

表1 中國(guó)西北沙塵源區(qū)地表組分特征

注:-表示無數(shù)據(jù).

3 討論

3.1 BTD模式及其精度

衛(wèi)星遙感雖是沙塵天氣監(jiān)測(cè)及預(yù)警的有效手段,但也存在一些影響結(jié)果準(zhǔn)確性的因素,如:厚云層的覆蓋會(huì)影響沙塵區(qū)的判別、地面沙化等在目視解譯時(shí)易與沙塵區(qū)混淆[30],這就要求用遙感影像提取沙塵信息方法的專一性與精確性.本文采用波段亮溫差 (BTD31-32)來提取沙塵信息,能夠顯著突出沙塵區(qū)范圍,使其明顯區(qū)別于云區(qū)、沙化地、水域等,并且許多研究已比較論證了該方法的可靠性及優(yōu)選性[19,24-25],例如:利用幾種主要的沙塵識(shí)別及羽流識(shí)別方法(灰塵增強(qiáng)算法、Ackerman模型、深藍(lán)算法、亮溫差等),基于同樣的沙塵事件比較和評(píng)價(jià)了各自的識(shí)別效果,并通過AI指數(shù)及HYSPLIT后向軌跡模型加以檢驗(yàn),結(jié)果表明,MODIS L1B數(shù)據(jù)是高空間分辨率下識(shí)別塵源的理想選擇,而亮度-溫度差,即BTD算法則是最穩(wěn)定可靠的沙塵識(shí)別技術(shù)[24-25]. BTD沙塵提取模式在站點(diǎn)附近植被稀疏的荒漠地表精度更高(2=0.8988),在城鎮(zhèn)區(qū)域氣象站提取精度較低(R=0.671).分析原因認(rèn)為,隨著城市化進(jìn)程,氣象站逐漸被包圍覆蓋,以站點(diǎn)坐標(biāo)提取BTD閾值,會(huì)因城市熱島效應(yīng)等而相對(duì)偏小,導(dǎo)致精度較差;以站點(diǎn)附近植被稀疏的荒漠地表為基準(zhǔn),其結(jié)果不受其他因素干擾而精度較高,故BTD模式相比而言更適用于空曠裸露地表區(qū)域.

3.2 “兩區(qū)三帶”及中重度高頻區(qū)

地面氣象站點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示中國(guó)北方的沙塵暴源區(qū)主要分布在阿拉善高原、南疆盆地南緣以及內(nèi)蒙古中部三地區(qū)[18];并通過個(gè)例分析進(jìn)一步得出影響我國(guó)的主要沙源為塔克拉瑪干沙漠、柴達(dá)木盆地、內(nèi)蒙古東西部的沙地和黃土高原[15];確定了巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、毛烏素沙地及周邊地區(qū)和塔克拉瑪干沙漠及周邊地區(qū)是十分顯著的沙塵暴高發(fā)區(qū)[31].野外觀測(cè)結(jié)果表明,沙漠邊緣的干涸湖床、綠洲退化地及其毗鄰的沙漠戈壁地表為PM10的強(qiáng)釋放區(qū),干湖床沉積物、退化草地等沙塵排放通量最大,是主要沙塵源區(qū)[16,32].本文基于逐日遙感數(shù)據(jù)的頻數(shù)統(tǒng)計(jì),結(jié)合高分辨率谷歌影像,得出我國(guó)西北沙塵活動(dòng)的“兩區(qū)” (即新疆塔里木盆地區(qū)、蒙古高原南部沙漠戈壁區(qū))和“三帶”(塔克拉瑪干沙漠東南緣荒漠綠洲高頻帶、庫(kù)姆塔格沙漠北緣高頻帶和巴丹吉林沙漠東北邊緣荒漠綠洲高頻帶),以干涸水系周邊、綠洲退化地及山前洪積扇與沙漠邊緣交匯處分布最為集中,且沙塵發(fā)生頻數(shù)最大.

究其原因:發(fā)育于山地的內(nèi)陸河隨著流速漸緩及搬運(yùn)能力的減弱,大量細(xì)組分物質(zhì)在洪積扇外緣堆積;且河流多消匿于沙漠邊緣,干旱的氣候使之更易形成干湖盆、干河床,這就為局地粉塵提供了重要物源[33];沙漠向外擴(kuò)張往往發(fā)生于其細(xì)顆粒組分富集的邊緣區(qū)域[34],加之干旱區(qū)頻繁的風(fēng)蝕作用,故也成為沙塵釋放的高頻區(qū);另外,干河附近受外界影響較大,地面擾動(dòng)強(qiáng)烈,細(xì)顆粒物質(zhì)在風(fēng)蝕過程中更易釋放,后大量沉積于沙漠戈壁地表,在風(fēng)沙流活動(dòng)中發(fā)生局地粉塵循環(huán),因此頻數(shù)較大.中重度沙塵高頻區(qū)分布于塔克拉瑪干西北部?jī)?nèi)陸河下游退化綠洲下風(fēng)向處的邊緣沙漠,結(jié)合周邊地貌等特征,認(rèn)為該區(qū)域上風(fēng)向處以綠洲退化地、山前戈壁等居多,存在豐富的粉塵物質(zhì),風(fēng)力作用下被瞬時(shí)釋放,在邊緣沙漠形成濃度較大的局地沙塵過程[35-36],故呈中高濃度且頻數(shù)較大.本文與站點(diǎn)監(jiān)測(cè)和野外觀測(cè)的研究結(jié)果均達(dá)成一致,得出中國(guó)西北沙塵源的“兩區(qū)三帶”,并論證了結(jié)果的科學(xué)性和可靠性,更加體現(xiàn)了BTD模式下頻數(shù)統(tǒng)計(jì)方法的可行性及準(zhǔn)確性.同時(shí)本文在沙塵數(shù)據(jù)更詳實(shí)的基礎(chǔ)上彌補(bǔ)了氣象數(shù)據(jù)因站點(diǎn)布設(shè)等因素導(dǎo)致的結(jié)果誤差,確定的源地更準(zhǔn)確明了.

3.3 沙塵源釋放地表

Zhang等[19]通過多年MODIS數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)別沙塵事件的源地分析,得到?jīng)_積扇、干湖及河床是中國(guó)西北的塵源;延昊等[13]利用SeaWiFS數(shù)據(jù)得到的沙塵源地為內(nèi)蒙古中西部的沙漠、戈壁及蒙古的戈壁.而本文將MODIS數(shù)據(jù)作為信息源,對(duì)高頻沙塵釋放的位置及地表做出精準(zhǔn)定位和識(shí)別,結(jié)果表明圍繞干涸水系、退化綠洲分布的,富粉砂黏土組分的邊緣沙漠和沖洪積扇緣交錯(cuò)帶為主要沙塵釋放源.出現(xiàn)該分歧的原因在于上述通過遙感手段解析沙塵源的研究,均是以一次或少數(shù)幾次沙塵天氣為背景進(jìn)行的個(gè)例分析,其結(jié)果會(huì)存在偶然性,不能夠表征大多數(shù)沙塵過程的源地情況;本文將逐日解譯得到的所有沙塵事件均視為同類沙塵天氣,通過460期逐日遙感數(shù)據(jù)的空間疊置,進(jìn)而統(tǒng)計(jì)頻數(shù),得到高頻區(qū)具體定位,從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度出發(fā)確定沙塵源,則能夠較大程度的避免由于數(shù)據(jù)量小或其他因素導(dǎo)致的誤差,從而研究結(jié)果更加客觀科學(xué).

4 結(jié)論

4.1 我國(guó)西北干旱區(qū)存在三大沙塵高頻活動(dòng)帶:塔克拉瑪干沙漠東南邊緣高頻帶、庫(kù)姆塔格沙漠北緣高頻帶和巴丹吉林沙漠東北邊緣高頻帶,是我國(guó)西北春季沙塵天氣爆發(fā)的“熱點(diǎn)”區(qū)域;中重度沙塵高頻區(qū)主要分布于塔克拉瑪干沙漠西北部.

4.2 沙塵源位于富粉砂黏土組分的邊緣沙漠與沖洪積扇緣戈壁交錯(cuò)區(qū),區(qū)域內(nèi)干河床、干湖及退化綠洲廣布,且存在頻繁的粉塵物質(zhì)內(nèi)循環(huán),為區(qū)域高頻沙塵過程提供了物質(zhì)基礎(chǔ).

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Identify high frequent dust areas and their sources in spring in the Northwest of China.

ZHANG Ye, WANG Hai-bing*, ZUO He-jun, YAN Min

(Key Laboratory of Aeolian Sand Physics and Sand Control Engineering in Inner Mongolia, Desert Science and Engineering College, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China)., 2019,39(10)：4065~4073

The spatial distribution of dust frequency was extracted from MODIS L1B data of 460 days in spring from 2014~2018 in the Northwest of China by using brightness temperature difference (BTD) algorithm and dust source was identified by combining with the geomorphological type and the content of fine particles in surface sediments. The results showed that dust activity in the region is characterized as two regions and three belts in which the two regions are Tarim Basin in Xinjiang Autonomous Region and Gobi Desert of southern Mongolian plateau and the three belts are desert oasis in southeastern margin of Taklimakan Desert (270~287 times), northern margin of Kumutag Desert (240~250 times), and desert oasis in the northwestern margin of Badain Jaran Desert (240~250 times). The region with high frequency of moderate and severe dust activities is mainly located in desert oasis of the northwest margin of Taklimakan. The dust source is mainly located in the transit zones from Alluvial fan, via Gobi, to the edge of Desert filled with dry riverbed, dry lake, and degraded oasis. The surface in the region covers fine sand particles and provide rich sand material for the high-frequent and high-concentrated sand and dust. The fine particles are easy to release to atmosphere and diffuse to the surrounding region through the local dust circulation process.

brightness temperature difference (BTD)；dust frequency；dust source；Northwest of China

X513

A

1000-6923(2019)10-4065-09

張 曄(1993-),女,內(nèi)蒙古呼和浩特人,內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生,主要從事荒漠化防治與遙感應(yīng)用方面研究.

2019-03-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41861001)

*責(zé)任作者, 副教授,hbwang@imau.edu.cn