基于AERONET的西亞地區(qū)氣溶膠光學特性

謝麗鳳 許瀟鋒 潘詩嫻 羅天陽 楊語迪 楊曉玥 吳浩 戚佩霓 蔡樂天

摘要 利用AERONET 10個站點的Level2數(shù)據(jù)分析得到2010—2017年西亞地區(qū)多個氣溶膠參數(shù)（光學厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）、吸收光學厚度（Absorption Aerosol Optical Depth，AAOD）、波長指數(shù)α、粒子體積譜和單次散射反照率（Single Scattering Albedo，SSA））的季節(jié)、年際和日變化特征。結(jié)果表明，西亞10個站點AOD、AAOD、α和SSA的多年總平均值分別是0.245±0.094、0.030±0.006、0.889±0.247和0.918±0.016，粒子體積譜呈雙峰分布。各站點的氣溶膠光學參數(shù)呈現(xiàn)明顯的季節(jié)和區(qū)域差異。AOD總體表現(xiàn)為春夏季大，秋冬季小。受沙塵影響，各站點α最小值和粗粒子體積濃度峰值均出現(xiàn)在春季，但α最大值呈現(xiàn)明顯區(qū)域差異，其在阿拉伯半島站點多出現(xiàn)在冬季，而環(huán)地中海站點出現(xiàn)在夏季。此外，阿拉伯半島站點AAOD夏秋季大、冬春季小，SSA春夏季大、秋冬季小;而環(huán)地中海站點AAOD冬春季大、夏秋季小，SSA夏秋季大、冬春季小。除了季節(jié)變化外，兩地區(qū)氣溶膠的日變化也不同。阿拉伯半島站點年平均AOD的日內(nèi)差異普遍比環(huán)地中海站點劇烈，其中沙漠站點呈明顯的早晚高，中午低的特征。從年變化來看，除TEP站的α值和ERD站的AAOD值呈顯著下降趨勢外，其他站點各光學參數(shù)的變化趨勢均不顯著。

關(guān)鍵詞氣溶膠;光學參數(shù);AERONET;西亞

氣溶膠通過直接和間接作用改變地氣系統(tǒng)的輻射平衡，進而影響全球和區(qū)域氣候（Charlson et al.，1992;Hansen et al.，1997;張晶等，2011）。氣溶膠還會影響能見度和人類健康（范新強和孫照渤，2009;于興娜等，2013;謝元博等，2014）。由于氣溶膠的種類多樣性和時空多變性，使得對其的觀測和模擬存在較多差異，進而導致氣候預測中的諸多不確定（Dubovik et al.，2002;IPCC，2013）。這些都促使學者們持續(xù)不斷深入開展全球各地氣溶膠的光學特性研究。

沙塵作為大氣氣溶膠的重要種類之一，對生態(tài)環(huán)境和氣候變化都具有重要影響（Miller and Tegen，1998;石廣玉和趙思雄，2003）。在北非、亞洲、美國西南部及澳大利亞等地，沙塵暴是常見的自然災害之一（Prospero et al.，2002;錢正安等，2002）。在西亞阿拉伯半島，由于土地沙漠化嚴重，沙塵成了該地區(qū)最主要的氣溶膠類型。與東亞沙塵多發(fā)生在春季不同（周秀驥等，2002），西亞沙塵在春季和夏季都很常見（Prospero et al.，2002）。已有不少學者針對阿拉伯半島沙塵進行了分析，例如分析了阿拉伯半島沙塵暴期間的顆粒物濃度（Shahsavani et al.，2012）、沙漠氣溶膠光學特性（Derimian et al.，2006）、沙塵輻射強迫作用（Alam et al.，2014）、沙塵氣溶膠指數(shù)的時空分布（王民俊等，2012）、沙塵起沙量和干濕沉降量（劉建慧等，2013）以及大氣環(huán)流對沙塵排放量的影響等（劉沖等，2015）。此外，西亞沙塵還能東移至中國西部，影響天山和青藏高原等地區(qū)（Tanaka et al.，2005;Lau et al.，2006）。

除了沙塵氣溶膠，也有研究指出人為氣溶膠對歐洲和地中海地區(qū)的氣候變化具有顯著影響（Nabat et al.，2014）。其中，地中海盆地是該地區(qū)氣溶膠來源范圍最廣泛，種類最多的區(qū)域。地中海是歐、亞、非三洲之間交通要道，其氣溶膠包括來自歐洲的人為氣溶膠、北非和其他沙漠地區(qū)的沙塵氣溶膠、地中海的海鹽氣溶膠以及由生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的氣溶膠等（Bougiatioti et al.，2014;Lyamani et al.，2015;Perrone and Burlizzi，2016）。其中，東地中海地區(qū)受人為氣溶膠影響較大，而西地中海地區(qū)受沙塵氣溶膠影響較大（Rea et al.，2015;Georgoulias et al.，2016）。

盡管已經(jīng)有不少學者對西亞的氣溶膠進行了研究，但其中多數(shù)都僅對單個站點展開分析，對該地區(qū)氣溶膠分布和變化的長期整體特征仍然了解不足。本文基于西亞地區(qū)10個AERONET站點2010—2017年觀測數(shù)據(jù)，對該地區(qū)多個氣溶膠光學參數(shù)（光學厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）、吸收光學厚度（Absorption Aerosol Optical Depth，AAOD）、波長指數(shù)α、粒子體積譜和單次散射反照率（Single Scattering Albedo，SSA））展開分析，初步獲取了該區(qū)域氣溶膠光學特性變化的總體特征。

1 資料與方法

1.1 站點和數(shù)據(jù)

AERONET（Aerosol Robotic Network）是美國國家宇航局和法國國家科學研究中心共同組建的由全球數(shù)百個太陽光度計組成的氣溶膠監(jiān)測網(wǎng)。AERONET觀測數(shù)據(jù)精度較高，其中AOD觀測誤差約為0.01～0.02（Eck et al.，1999），SSA的誤差約為0.03。因此，其觀測值常作為真實值用來驗證和評估衛(wèi)星產(chǎn)品的精度（Huang et al.，2016;王宏斌等，2016;金囝囡等，2019）。

本文所用資料為西亞地區(qū)2010—2017年10個AERONET站點觀測的Level 2氣溶膠光學參數(shù)產(chǎn)品。除SPA站外，其余站點均有兩年以上的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)。圖1和表1分別是10個站點的地理位置分布和站點詳細信息。

由圖1和表1，站點SVI、MEZ和SPA等三個站位于沙漠中，站點MAS位于城市中心，均屬于熱帶沙漠氣候，終年炎熱干旱，晝夜溫差大。站點SPA和SVI位于城市邊緣，其離最近的城市的距離分別為100 km和50 km。站點IAS位于高原上，其離城市中心約2 km，夏季炎熱，冬季寒冷，降水較多。

站點ERD、TEP和NZI均為沿海站點。站點AGI位于山頂，遠離城市。站點SED位于內(nèi)蓋夫沙漠中，距離人口密集區(qū)約有30 km。這些站點屬于地中海氣候，夏季炎熱干燥，冬季溫和多雨。總體來看，ERD、TEP、AGI、NZI和SED等站點位于環(huán)地中海區(qū)域，其余站點位于阿拉伯半島中南部，兩者氣候和環(huán)境特征存在顯著差異，因此文中將分別討論。

1.2 反演方法

大氣氣溶膠光學厚度AOD是描述氣溶膠對大氣輻射總消光（散射和吸收）的一個參數(shù)，可反映大氣污染程度。根據(jù)Bouguer-Lambert-Beer定律，太陽光度計的大氣總光學厚度可通過以下公式求出：

其中：V（λ）為波長λ時觀測的電壓值;V0（λ）為波長λ時觀測的大氣層頂電壓值;m為大氣質(zhì)量，d2為日地距離校正因子。于是，大氣氣溶膠光學厚度為：

其中：τa（λ）為大氣氣溶膠光學厚度;τ（λ）為大氣總光學厚度;τr（λ）為大氣分子瑞利散射光學厚度;τab（λ）為大氣中吸收氣體的光學厚度。

波長指數(shù)α可反映氣溶膠粒子的譜分布特征，值越大表示氣溶膠中細粒子越多。波長指數(shù)和氣溶膠光學厚度的關(guān)系如下（ngstrm，1964）：

其中：β為ngstrm渾濁度系數(shù)。將該式帶入兩種不同波長，則得到波長指數(shù)的反演公式：

文中波長指數(shù)α是通過對440～870 nm波長范圍內(nèi)多個AOD的對數(shù)值與相應波長計算線性回歸得到。

氣溶膠體積譜通常反映單位面積上垂直大氣柱內(nèi)氣溶膠粒子體積（V）隨粒徑（r）變化的情況，可用對數(shù)正態(tài)分布來表示（Schuster et al.，2006），即

其中：Ri是中位數(shù)半徑或幾何平均半徑;σi是方差;n是對數(shù)正態(tài)模個數(shù);Ci是粒子體積濃度。

單次散射反照率SSA是散射系數(shù)與總消光系數(shù)的比值，計算公式如下：

其中：kscatt為散射消光系數(shù);kabsp為吸收消光系數(shù)。

氣溶膠吸收光學厚度AAOD反映了氣溶膠吸收對太陽輻射的直接衰減，是反映氣溶膠吸收特征的一個重要的參數(shù)。計算公式如下（Russell et al.，2010）：

本文討論的AOD、AAOD和SSA分別為550、550和440 nm波長處的結(jié)果。本文中季節(jié)劃分標準為：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—次年2月為冬季。

2 結(jié)果分析

2.1 光學厚度（AOD）和波長指數(shù)（α）

圖2給出了2010—2017年西亞十個站點氣溶膠光學厚度（AOD）和波長指數(shù)（α）的季節(jié)平均和年平均值。2010—2017年西亞各個站多年平均的年平均AOD范圍是0.121～0.385，所有站多年總平均AOD是0.245±0.094。

如圖2a所示，阿拉伯半島站點的年平均AOD為0.312±0.090，其中SVI站的年平均AOD最大，為0.385，該站緊靠世界上最大的流動沙漠——魯卜哈利沙漠（Notaro et al.，2013），受沙塵影響較大。位于高原上的IAS站的年平均AOD最小，為0.177，該站點受沙塵影響小（Prospero et al.，2002），且雨水充沛，氣溶膠濕沉降能力強（Almazroui et al.，2012）。其他站點的年平均AOD范圍為0.291～0.364。從季節(jié)特征來看，阿拉伯半島各站點的AOD均為春夏季大，秋冬季小，其中夏季最大，冬季最小。究其原因，這可能與夏季混合層較高且降水少，而冬季混合層高度低且降水多有關(guān)（Babu et al.，2011）。此外，從圖3a來看，阿拉伯半島站點夏季水汽含量最多，有利于氣溶膠吸濕增長，而冬季水汽含量最少，氣溶膠吸濕增長較弱。這使得相應的AOD季節(jié)平均值受到影響。

如圖2b所示，環(huán)地中海站點的AOD與阿拉伯半島有明顯不同。環(huán)地中海站點的年平均AOD為0.178±0.040，約為阿拉伯半島的1/2。相比于阿拉伯半島，該區(qū)域沙塵暴更少（Shao et al.，2013），而降水更多（Adler et al.，2003）。ERD站的年平均AOD達0.219，為該區(qū)域最大值，這可能與該站所在省份工業(yè)發(fā)達，人口密集（zsoy and rnektekin，2009），以及水汽含量多，有利于氣溶膠吸濕增長有關(guān)。AGI站年平均AOD僅為0.121，是該區(qū)域最小值，這可能與它坐落于山頂，離城市較遠有關(guān)。與阿拉伯半島類似，環(huán)地中海站點的AOD也呈春夏季大，秋冬季小的特點，但各站點AOD最大值出現(xiàn)的季節(jié)卻有所不同。ERD、TEP和AGI站的AOD夏季最大，這主要是受到夏季北風輸入帶來的來自中歐和東歐的污染氣溶膠影響（Basart et al.，2009;Kushta et al.，2018）。另外，由圖3b知，ERD、TEP和AGI站夏季水汽含量顯著增加，有利于氣溶膠吸濕增長，從而增大夏季AOD。而SED和NZI站的AOD春季最大，可能是受到春季撒哈拉沙塵暴頻發(fā)的影響（Ganor，1994）。與阿拉伯半島類似，環(huán)地中海站點的AOD冬季最小，這可能與冬季為雨季且混合層高度降低等有關(guān)。

2010—2017年西亞各個站多年平均的年平均α范圍為0.537～1.214，所有站多年總平均α為0.889±0.247。如圖2a所示，受沙塵影響，阿拉伯半島的年平均α為0.696±0.147。與AOD數(shù)值相反，該區(qū)域中IAS站的年平均α最大（0.929），SVI站的年平均α最?。?.537）。從春季到秋季，各個站的α均隨季節(jié)逐漸增加。這與各季節(jié)沙塵來源和發(fā)生頻率不同有關(guān)。春季和夏季雖同為沙塵季，但春季沙塵主要來自阿拉伯半島北部和魯卜哈利沙漠，夏季沙塵主要來自美索不達米亞平原（Notaro et al.，2013;Mohammed et al.，2015;Masoumi et al.，2019）。有研究表明，后者的沙塵半徑小于前者（Almazroui，2013;Masoumi et al.，2019），因此夏季α較春季大。到了秋季，沙塵活動明顯減少（Prospero et al.，2002），故α繼續(xù)增大。IAS站冬季AOD最小，但α為季節(jié)最大值，達1.293。這可能是因為IAS站冬季溫度低，冰雪天氣多，而地面覆蓋的冰雪抑制了風沙揚起，空氣中粗粒子減少，故城市工業(yè)氣溶膠占總氣溶膠的比例增大（Farajzadeh and Matzarakis，2009;Masoumi et al.，2010）。Masoumi et al.（2013）和Gharibzadeh et al.（2017）在該站也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象。

除了AOD外，環(huán)地中海站點的α與阿拉伯半島也有顯著的差異。如圖2b所示，環(huán)地中海站點的年平均α為1.083±0.149，遠大于阿拉伯半島。這與環(huán)地中海地區(qū)人口比阿拉伯半島更密集，人類活動更劇烈，釋放更多的人為氣溶膠有關(guān)。在環(huán)地中海站點中，工業(yè)站ERD的年平均α最大，為1.214，沙漠站SED的年平均α最小，為0.894。從季節(jié)分布來看，各站點的α隨季節(jié)（夏季-秋季-冬季-春季）下降。夏季α最大，主要是受歐洲污染氣溶膠輸入的影響。春季α最小，則是因為撒哈拉沙塵的原因（Floutsi et al.，2016）。Eck et al.（2005）認為當α大于0.8時，細粒子占優(yōu)。ERD站春季沙塵天氣頻繁（Eker-Develi et al.，2006），但其春季α仍然達到1.056，說明即使在沙塵季該站依然以細粒子為主。這可能是因為ERD站所在省份人口密集、工業(yè)發(fā)達（zsoy and rnektekin，2009），其中春季工業(yè)活動較多（Demirel，2007），使其人為氣溶膠占優(yōu)。

2.2 粒子體積譜

圖4為十個站點的粒子體積譜季節(jié)平均和年平均分布情況。如圖4e所示，兩區(qū)域的年平均粒子體積譜均呈雙峰分布，粗粒子體積濃度的峰值范圍為0.028～0.178 μm3/μm2，細粒子體積濃度的峰值范圍則為0.012～0.037 μm3/μm2。各站點粗、細粒子的峰值半徑范圍分別為2.241～2.940 μm和0.113～0.148 μm。所有站點中，SVI（AGI）站的粗粒子體積濃度峰值最高（低），而ERD（IAS）站的細粒子體積濃度峰值最高（低）。盡管兩個區(qū)域的粒子體積譜均為雙峰分布，但其年平均粒子體積譜有明顯的區(qū)域性差異。阿拉伯半島的站點明顯粗粒子占優(yōu)，粗、細粒子體積濃度峰值差為0.031～0.155 μm3/μm2。相比之下，環(huán)地中海站點粗粒子占優(yōu)的現(xiàn)象并不明顯，粗、細粒子體積濃度峰值差僅為0.003～0.037 μm3/μm2。這表明沙塵和人為氣溶膠分別對阿拉伯半島和環(huán)地中海站點產(chǎn)生重要影響。

如圖4所示，從季節(jié)變化來看，阿拉伯半島沙塵春夏季多，秋冬季少，因此該區(qū)域各站點的粗粒子體積濃度春夏季高，秋冬季低。由于距離魯卜哈利沙漠近，SVI站各季節(jié)的粗粒子體積濃度均為該區(qū)域最大值。海拔最高、降水最多的IAS站，其各季節(jié)的粗粒子體積濃度則為區(qū)域最小值。除SVI站的粗粒子體積濃度春季最大外，其余阿拉伯半島站點的粗粒子體積濃度均為夏季最大。就細模態(tài)而言，所有阿拉伯半島站點的細粒子體積濃度均為夏秋季大，春冬季小。其中MAS站的細粒子體積濃度最高，這可能與該站離波斯灣最近，受石油業(yè)影響最大，以及位于城市內(nèi)，人類活動多有關(guān)。

與阿拉伯半島站點的粗粒子體積濃度高值大多出現(xiàn)在夏季不同，環(huán)地中海站點由于受春季沙塵影響，該區(qū)域站點的粗粒子體積濃度高值均出現(xiàn)在春季。其中，NZI站粗粒子體積濃度最高，AGI站粗粒子體積濃度最低。到了夏秋季，粗粒子體積濃度降低，細粒子體積濃度增加。其中，ERD站變化最為明顯。夏季ERD站的粗粒子體積濃度為0.048 μm3/μm2，細粒子體積濃度則高達0.050 μm3/μm2。一方面該站為工業(yè)站，周圍工業(yè)排放多;另一方面，該站離歐洲最近，夏季歐洲污染傳輸多。此外，夏季的氣-粒轉(zhuǎn)化也有利于細粒子體積濃度增加。值得注意的是，夏季環(huán)地中海站點的細粒子峰值半徑明顯比阿拉伯半島的大，兩區(qū)域平均值分別約為0.157 μm和0.113 μm。這主要是因為環(huán)地中海站點夏季空氣濕潤，其大量細粒子吸濕增長增大了平均半徑。

總的來說，兩區(qū)域的氣溶膠體積譜均呈雙峰分布，其中阿拉伯半島站點的粗粒子體積濃度顯著高于細粒子，而環(huán)地中海站點粗、細粒子體積濃度差異相對較小。阿拉伯半島站點粗粒子體積濃度在春夏季均較高，而環(huán)地中海站點粗粒子體積濃度峰值主要出現(xiàn)在春季;兩區(qū)域細粒子體積濃度均為夏季最高。

2.3 吸收氣溶膠光學厚度（AAOD）和單次散射反照率（SSA）

圖5為2010—2017年十個站點的AAOD和SSA季節(jié)平均和年平均值。如圖所示，所有站多年總平均AAOD是0.030±0.006，其中，SVI站的年平均AAOD最大，為0.039，AGI站的年平均AAOD最小，為0.015。如圖5a所示，阿拉伯半島站點的年平均AAOD為0.032±0.005。與AOD相似，該區(qū)域年平均AAOD的最大值和最小值分別出現(xiàn)在沙漠站SVI和高原站IAS，兩者分別為0.039和0.027。從季節(jié)特征來看，該區(qū)域站點的AAOD基本呈夏秋季大，冬春季小的特點，其中夏季最大，冬季最小。這主要與夏季沙塵多、降水少，而冬季沙塵少、降水多有關(guān)。

與阿拉伯半島相比，環(huán)地中海站點的年平均AAOD稍小，為0.028±0.008。雖然兩區(qū)域年平均數(shù)值總體相差不大，但AAOD的季節(jié)分布則完全不同。如圖5b所示，環(huán)地中海站點的AAOD冬春季大，夏秋季小。其中，在人口密集的ERD和TEP站，AAOD冬季最大，分別高達0.046和0.050，這可能與該區(qū)域居民冬季使用生物質(zhì)燃料等取暖，排放大量吸收性氣溶膠有關(guān)（Utlu and Hepbasli，2005;Waked et al.，2013）。而在靠近撒哈拉沙漠的SED和NZI站，AAOD春季最大，這主要是因為春季沙塵的貢獻。從季節(jié)間差異來看，環(huán)地中海站點AAOD季節(jié)差異比阿拉伯半島更大?？偟膩砜?，阿拉伯半島站點AAOD夏秋季大，冬春季小;環(huán)地中海站點AAOD冬春季大，夏秋季小。

就SSA而言，所有站多年總平均SSA是0.918±0.016，其中，SVI站年平均SSA最小，為0.900，而AGI站年平均SSA最大，為0.959。由圖5a知，阿拉伯半島站點的年平均SSA為0.913±0.011。雖然均為沙漠站，但MEZ和SPA站的年平均SSA明顯高于SVI站。這可能與MEZ和SPA站比SVI站更靠近波斯灣，受石油加工工廠排放的硫酸鹽影響更大有關(guān)（Ross et al.，2005;Eck et al.，2008）。阿拉伯半島站點的SSA總體呈春夏季大，秋冬季小的特點，但季節(jié)間差異很小，僅為0.002～0.009。

由圖5b知，與阿拉伯半島相比，環(huán)地中海站點SSA不僅年平均值更大（0.922±0.021），季節(jié)間差異值也更高（0.029～0.117）。該區(qū)域的SSA表現(xiàn)為夏秋季大，冬春季小，其中夏季最大，冬季最小。通過對比發(fā)現(xiàn)，除海拔較高的IAS站和AGI站外，其余8個站均受到春季沙塵的顯著影響。其中，環(huán)地中海站點的春季SSA比阿拉伯半島小，前者為0.902±0.011，后者為0.917±0.013。這主要是因為撒哈拉沙漠沙塵粒子的吸收性高于阿拉伯半島的沙塵（Kubilay et al.，2003）?？偟膩碚f，阿拉伯半島站點的SSA春夏季大，秋冬季小;環(huán)地中海站點的SSA夏秋季大，冬春季小。

2.4 各光學參數(shù)的逐年變化

在分析年變化時，各光學參數(shù)的觀測年份均不少于4 a，年平均值由月平均產(chǎn)品計算得到。各年的觀測月份不少于6個月，各季節(jié)至少有一個觀測月份。圖6給出了滿足要求站點的四個光學參數(shù)（AOD、α、AAOD和SSA）年平均值的逐年變化。

圖6a為AOD的逐年變化。如圖所示，在阿拉伯半島，MEZ站和MAS站的AOD變化幅度較大，年極差范圍為0.085～0.112。兩站AOD最大值均出現(xiàn)在2015年，分別為0.378和0.427。在環(huán)地中海地區(qū)，TEP站和SED站的AOD比較穩(wěn)定，各年AOD在0.17上下小幅度波動，年極差約為0.04。2015年SED站的AOD達到最大值（0.179），這可能與當?shù)?015年9月發(fā)生的特大沙塵暴有關(guān)（Alpert et al.，2016）。ERD站的AOD變化幅度較大，年極差為0.074，其中AOD在2014年達到最大值（0.271），2015年降至最小值（0.196）。經(jīng)檢驗，2010—2017年所有站點AOD的變化趨勢均不顯著。

圖6b為α的逐年變化。如圖所示，在阿拉伯半島，地理位置相近的MEZ站和MAS站呈現(xiàn)出相似的α年均值及變化特征，但兩站變化趨勢均不顯著。在環(huán)地中海地區(qū)，各站點的α值在2011年達到最大。其中，TEP站的α有明顯下降趨勢（通過信度為0.05的顯著性水平檢驗），年降幅為-0.066，說明細粒子比例在減少。這可能與近年來當?shù)厝藶闅馊苣z排放減少有關(guān)（Pikridas et al.，2018）。SED站的α在2011—2016年有顯著的下降趨勢，年降幅為-0.054。而ERD站的α無顯著變化趨勢。

圖6c為AAOD的逐年變化。如圖所示，在阿拉伯半島，MEZ站的AAOD在2014—2017年存在明顯下降趨勢，年降幅為-0.004。而MAS站AAOD年變化呈倒“U”型，且變化較激烈，最大值約為最小值的兩倍。在環(huán)地中海地區(qū)，ERD站的AAOD在2013—2016年間顯著下降，年降幅為-0.002。SED站AAOD年變化基本呈倒“U”型，但變化幅度比MAS站小。

圖6d為SSA的逐年變化。如圖所示，在阿拉伯半島，MEZ站2014—2016年的SSA呈上升趨勢，年增幅為0.016。而MAS站的SSA在2013—2016年明顯減少，年降幅為-0.009。在環(huán)地中海地區(qū)，SED站的SSA在2011—2016年間呈顯著下降趨勢，年降幅為-0.006。ERD站的SSA無顯著變化趨勢，年均值范圍為0.913～0.939。

2.5 AOD的日內(nèi)變化

圖7為十個站點的季節(jié)和年平均AOD的日內(nèi)變化。由圖7a—j可知，SVI、MEZ和SED站等三個沙漠站的AOD日內(nèi)變化比較相似，各季節(jié)AOD均呈現(xiàn)早晚高、中午低的特點。這與中國塔克拉瑪干沙漠的AOD日內(nèi)變化類似（Che et al.，2013）。這可能是因為沙漠早晚溫度低，風速小，大氣比較穩(wěn)定，有利于氣溶膠積累，而中午前后溫度和風速增加，有利于氣溶膠擴散，從而引起AOD下降（Rehman and Ahmad，2004;Che et al.，2013）。

其他大部分站點秋冬季AOD也表現(xiàn)為早晚高、中午低的特征。位于山頂?shù)腁GI站AOD日內(nèi)變化特征與其他站點有所不同，各季節(jié)總體表現(xiàn)出較為顯著的AOD隨時間增加的特征，這與其他一些高山站（如Manora Peak和Mauna Loa）的AOD日內(nèi)變化類似（Shaw，1979;Reddy et al.，2015）。其原因可能與AGI站位于山頂，受山谷風影響較大有關(guān)。白天，隨著山坡不斷受熱，暖空氣不斷上升，谷底的冷空氣沿山坡爬升補充，從而形成從山谷吹向山坡的上升氣流，可將谷底的污染物帶到山頂（Shaw，1979;Reddy et al.，2015）。AGI站夏秋季AOD隨時間增加的現(xiàn)象比較明顯，這可能與夏秋季山坡和谷底受熱不均的現(xiàn)象更明顯，山谷風更強有關(guān)。NZI站的AOD除冬季外均表現(xiàn)為早上最高，晚上最低的特征。圖7k—l分別為阿拉伯半島和環(huán)地中海站點年平均AOD的日內(nèi)變化。由圖可知，阿拉伯半島站點年平均AOD的日內(nèi)差異普遍比環(huán)地中海站點明顯，這可能與沙漠地區(qū)晝夜溫差大，氣象要素變化劇烈有關(guān)。

3 討論和結(jié)論

利用2010—2017年十個AERONET站點的氣溶膠產(chǎn)品對西亞地區(qū)多個氣溶膠光學特性參數(shù)（AOD、AAOD、α、粒子體積譜和SSA）的季節(jié)、年和日變化特征進行了分析。主要結(jié)論如下：

1）西亞所有站點的多年總平均AOD是0.245±0.094，多年總平均α是0.889±0.247。AOD總體表現(xiàn)為春夏季大，秋冬季小。阿拉伯半島站點的α春季最小，冬季最大;環(huán)地中海站點的α春季最小，夏季最大。

2）西亞站點氣溶膠體積譜均呈雙峰分布，其中阿拉伯半島站點的粗粒子體積濃度顯著高于細粒子，而環(huán)地中海站點粗、細粒子體積濃度差異相對較小。阿拉伯半島站點的粗粒子體積濃度在春夏季均較高，而環(huán)地中海站點粗粒子體積濃度峰值大多出現(xiàn)在春季;兩區(qū)域細粒子體積濃度均為夏季最高。

3）西亞所有站點的多年總平均AAOD是0.030±0.006，多年總平均SSA是0.918±0.016。其中，阿拉伯半島站點AAOD夏秋季大，冬春季小，環(huán)地中海站點則與之相反。阿拉伯半島站點的SSA春夏季大，秋冬季小，環(huán)地中海站點的SSA夏秋季大，冬春季小。

4）總體而言，西亞10個站點的AOD變化趨勢均不顯著。其中，TEP站的α值和ERD站的AAOD值呈顯著下降趨勢。阿拉伯半島站點年平均AOD的日內(nèi)差異普遍比環(huán)地中海站點明顯，其中沙漠站點呈現(xiàn)出早晚高、中午低的特點。

致謝：感謝AERONET網(wǎng)站提供的觀測數(shù)據(jù)。

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（責任編輯：劉菲）