本项目通过在中国北方粉尘源区3个站点(金昌、榆林、通辽)和黄土高原沉降区站点西安开展为期二年的地面气溶胶观测,准确获得亚洲粉尘关键区域(源区和沉降区)大气细粒子(PM-2.5)的矿物组成时空分布数据,为中国源区粉尘气溶胶光学性质的计算提供参数;分析不同释放源大气气溶胶的矿物组配特征,提取出中国北方粉尘源区的矿物示踪指标,并通过沉降区同一尘暴事件气溶胶样品对示踪指标的可靠性和稳定性进行验证,建立起中国源区粉尘气溶胶的矿物示踪系统;结合因子分析等方法,对沉降区西安尘暴事件气溶胶来源进行分辨,探讨在现今的气候条件下黄土高原粉尘气溶胶的主要来源及输送路径。本项目矿物组成的研究结果对于减少粉尘气溶胶辐射强迫效应估算的不确定性具有潜在的重要意义,同时,矿物示踪系统的建立为粉尘气溶胶来源的分辨和可靠输送模式的建立、验证提供科学的依据。
在中国北方粉尘源区建立了4个站点,开展了为期两年的大气气溶胶观测和实验研究,进行了春季沙尘暴的加强观测。首次利用漫反射光谱技术(DRS)对中国北方沙尘气溶胶中铁氧化物矿物进行了较系统的研究,指出亚洲沙尘相对富集针铁矿而非洲沙尘相对富集赤铁矿,在半球尺度上,Hm / Gt值有源区指示的意义。进一步完善了微量气溶胶样品矿物分析方法,对沙尘气溶胶中粘土矿物组成特征进行了研究,指出粘土矿物的比率在区域和半球尺度上都有源区指示意义。对粉尘源区碳酸盐矿物进行了分析,其含量自西向东逐渐降低,在区域范围可以作为沙尘气溶胶来源指示的示踪矿物。对科尔沁沙地大气气溶胶的元素、离子、碳酸盐和碳气溶胶的特征进行了系统分析,对春季敦煌沙尘气溶胶的矿物组成和来源进行了分析,对西安大气颗粒物中无机水溶性组分的季节变化及10年来污染控制措施的有效性进行了分析。在JGR等国内外学术期刊上发表了8篇研究论文,其中SCI论文 4篇,培养了5名研究生。本项目研究成果进一步丰富了沙尘气溶胶理化特征的研究内容。