浮塵氣溶膠對沙漠大氣邊界層結構作用的晝夜差異

朱從禎， 趙天良， 孟 露， 楊興華， 何 清，買買提艾力·買買提依明， 楊 婕， 朱 燕， 吳昭燁

（1.南京信息工程大學氣象災害預報預警與評估協同創新中心，中國氣象局氣溶膠-云-降水重點實驗室，江蘇 南京 210044；2.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆 烏魯木齊 830002；3.山西師范大學地理科學學院，山西 太原 030032）

大氣邊界層是受下墊面直接影響的對流層底層。地-氣能量和物質交換，地表的動力和熱力強迫作用使得大氣邊界層結構有著顯著的晝夜變化［1］。白天地表接收太陽輻射，驅動對流大氣邊界層的形成。夜晚地面輻射冷卻，形成具有逆溫層結的穩定大氣邊界層。穩定邊界層上保留著白天混合層位溫變化特征及白天對流邊界層大氣污染物濃度的層結稱作殘留混合層［2］。大氣邊界層作為與人類生活最為密切的低層大氣，其內部發生的物理和化學過程直接影響著人類的生存環境，亦與天氣和氣候變化存在密切關聯［3］。

沙粒較小的比熱容導致沙漠地區地表晝夜溫差較大，下墊面白天較強的地表加熱和對流湍流運動形成了特殊的沙漠大氣邊界層結構［4］。以沙漠為主體的西北干旱區白天對流邊界層比中國中部、東部地區發展更加旺盛［5］，夏季巴丹吉林沙漠白天對流邊界層高度超過4000 m，大部分凈輻射能轉化為感熱通量，為深厚大氣邊界層的發展提供了熱力基礎，較強的對流和湍流則為其提供了動力支持；夜間穩定邊界層最厚可達600 m［6-7］。塔克拉瑪干沙漠夏季晴日夜間穩定邊界層厚度僅為240 m，夜間陸面較強的輻射冷卻和微弱的湍流運動是形成較淺薄夜間邊界層的主要原因［8］。……