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(gè)站點(diǎn)的Level2數(shù)據(jù)分析得到2010—2017年西亞地區(qū)多個(gè)氣溶膠參數(shù)（光學(xué)厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）、吸收光學(xué)厚度（Absorption Aerosol Optical Depth，AAOD）、波長(zhǎng)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(gè)站點(diǎn)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(diǎn)的氣溶膠光學(xué)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(diǎn)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(diǎn)多出現(xiàn)在冬季，而環(huán)地中海站點(diǎn)出現(xiàn)在夏季。此外，阿拉伯半島站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)年平均AOD的日內(nèi)差異普遍比環(huán)地中海站點(diǎn)劇烈，其中沙漠站點(diǎn)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(shì)外，其他站點(diǎn)各光學(xué)參數(shù)的變化趨勢(shì)均不顯著。

關(guān)鍵詞氣溶膠;光學(xué)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(jìn)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(huì)影響能見度和人類健康（范新強(qiáng)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(shí)空多變性，使得對(duì)其的觀測(cè)和模擬存在較多差異，進(jìn)而導(dǎo)致氣候預(yù)測(cè)中的諸多不確定（Dubovik et al.，2002;IPCC，2013）。這些都促使學(xué)者們持續(xù)不斷深入開展全球各地氣溶膠的光學(xué)特性研究。

沙塵作為大氣氣溶膠的重要種類之一，對(duì)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(guó)西南部及澳大利亞等地，沙塵暴是常見的自然災(zāi)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(yán)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(xué)者針對(duì)阿拉伯半島沙塵進(jìn)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(xué)特性（Derimian et al.，2006）、沙塵輻射強(qiáng)迫作用（Alam et al.，2014）、沙塵氣溶膠指數(shù)的時(shí)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(duì)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(guó)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(duì)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(xué)者對(duì)西亞的氣溶膠進(jìn)行了研究，但其中多數(shù)都僅對(duì)單個(gè)站點(diǎn)展開分析，對(duì)該地區(qū)氣溶膠分布和變化的長(zhǎng)期整體特征仍然了解不足。本文基于西亞地區(qū)10個(gè)AERONET站點(diǎn)2010—2017年觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)該地區(qū)多個(gè)氣溶膠光學(xué)參數(shù)（光學(xué)厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）、吸收光學(xué)厚度（Absorption Aerosol Optical Depth，AAOD）、波長(zhǎng)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(xué)特性變化的總體特征。

1 資料與方法

1.1 站點(diǎn)和數(shù)據(jù)

AERONET（Aerosol Robotic Network）是美國(guó)國(guó)家宇航局和法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心共同組建的由全球數(shù)百個(gè)太陽光度計(jì)組成的氣溶膠監(jiān)測(cè)網(wǎng)。AERONET觀測(cè)數(shù)據(jù)精度較高，其中AOD觀測(cè)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(cè)值常作為真實(shí)值用來驗(yàn)證和評(píng)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(gè)AERONET站點(diǎn)觀測(cè)的Level 2氣溶膠光學(xué)參數(shù)產(chǎn)品。除SPA站外，其余站點(diǎn)均有兩年以上的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)。圖1和表1分別是10個(gè)站點(diǎn)的地理位置分布和站點(diǎn)詳細(xì)信息。

由圖1和表1，站點(diǎn)SVI、MEZ和SPA等三個(gè)站位于沙漠中，站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)ERD、TEP和NZI均為沿海站點(diǎn)。站點(diǎn)AGI位于山頂，遠(yuǎn)離城市。站點(diǎn)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(diǎn)屬于地中海氣候，夏季炎熱干燥，冬季溫和多雨?？傮w來看，ERD、TEP、AGI、NZI和SED等站點(diǎn)位于環(huán)地中海區(qū)域，其余站點(diǎn)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(xué)厚度AOD是描述氣溶膠對(duì)大氣輻射總消光（散射和吸收）的一個(gè)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(jì)的大氣總光學(xué)厚度可通過以下公式求出：

其中：V（λ）為波長(zhǎng)λ時(shí)觀測(cè)的電壓值;V0（λ）為波長(zhǎng)λ時(shí)觀測(cè)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(xué)厚度為：

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

波長(zhǎng)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(xì)粒子越多。波長(zhǎng)指數(shù)和氣溶膠光學(xué)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(zhǎng)，則得到波長(zhǎng)指數(shù)的反演公式：

文中波長(zhǎng)指數(shù)α是通過對(duì)440～870 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)多個(gè)AOD的對(duì)數(shù)值與相應(yīng)波長(zhǎng)計(jì)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(duì)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(duì)數(shù)正態(tài)模個(gè)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(jì)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(xué)厚度AAOD反映了氣溶膠吸收對(duì)太陽輻射的直接衰減，是反映氣溶膠吸收特征的一個(gè)重要的參數(shù)。計(jì)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(zhǎng)處的結(jié)果。本文中季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)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(xué)厚度（AOD）和波長(zhǎng)指數(shù)（α）

圖2給出了2010—2017年西亞十個(gè)站點(diǎn)氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）和波長(zhǎng)指數(shù)（α）的季節(jié)平均和年平均值。2010—2017年西亞各個(gè)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(diǎn)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(dòng)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(diǎn)受沙塵影響小（Prospero et al.，2002），且雨水充沛，氣溶膠濕沉降能力強(qiáng)（Almazroui et al.，2012）。其他站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)夏季水汽含量最多，有利于氣溶膠吸濕增長(zhǎng)，而冬季水汽含量最少，氣溶膠吸濕增長(zhǎng)較弱。這使得相應(yīng)的AOD季節(jié)平均值受到影響。

如圖2b所示，環(huán)地中海站點(diǎn)的AOD與阿拉伯半島有明顯不同。環(huán)地中海站點(diǎn)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(dá)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(dá)，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(zhǎng)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(yuǎn)有關(guān)。與阿拉伯半島類似，環(huán)地中海站點(diǎn)的AOD也呈春夏季大，秋冬季小的特點(diǎn)，但各站點(diǎn)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(fēng)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(zhǎng)，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(diǎn)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(gè)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(gè)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(dá)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(dòng)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(dá)1.293。這可能是因?yàn)镮AS站冬季溫度低，冰雪天氣多，而地面覆蓋的冰雪抑制了風(fēng)沙揚(yáng)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(diǎn)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(diǎn)的年平均α為1.083±0.149，遠(yuǎn)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(dòng)更劇烈，釋放更多的人為氣溶膠有關(guān)。在環(huán)地中海站點(diǎn)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(diǎn)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?yàn)槿龉硥m的原因（Floutsi et al.，2016）。Eck et al.（2005）認(rèn)為當(dāng)α大于0.8時(shí)，細(xì)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(dá)到1.056，說明即使在沙塵季該站依然以細(xì)粒子為主。這可能是因?yàn)镋RD站所在省份人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)（zsoy and rnektekin，2009），其中春季工業(yè)活動(dòng)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(gè)站點(diǎn)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(xì)粒子體積濃度的峰值范圍則為0.012～0.037 μm3/μm2。各站點(diǎn)粗、細(xì)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(diǎn)中，SVI（AGI）站的粗粒子體積濃度峰值最高（低），而ERD（IAS）站的細(xì)粒子體積濃度峰值最高（低）。盡管兩個(gè)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(diǎn)明顯粗粒子占優(yōu)，粗、細(xì)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(diǎn)粗粒子占優(yōu)的現(xiàn)象并不明顯，粗、細(xì)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(duì)阿拉伯半島和環(huán)地中海站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的粗粒子體積濃度均為夏季最大。就細(xì)模態(tài)而言，所有阿拉伯半島站點(diǎn)的細(xì)粒子體積濃度均為夏秋季大，春冬季小。其中MAS站的細(xì)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(dòng)多有關(guān)。

與阿拉伯半島站點(diǎn)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(diǎn)由于受春季沙塵影響，該區(qū)域站點(diǎn)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(xì)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(xì)粒子體積濃度則高達(dá)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(xì)粒子體積濃度增加。值得注意的是，夏季環(huán)地中海站點(diǎn)的細(xì)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?yàn)榄h(huán)地中海站點(diǎn)夏季空氣濕潤(rùn)，其大量細(xì)粒子吸濕增長(zhǎng)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(diǎn)的粗粒子體積濃度顯著高于細(xì)粒子，而環(huán)地中海站點(diǎn)粗、細(xì)粒子體積濃度差異相對(duì)較小。阿拉伯半島站點(diǎn)粗粒子體積濃度在春夏季均較高，而環(huán)地中海站點(diǎn)粗粒子體積濃度峰值主要出現(xiàn)在春季;兩區(qū)域細(xì)粒子體積濃度均為夏季最高。

2.3 吸收氣溶膠光學(xué)厚度（AAOD）和單次散射反照率（SSA）

圖5為2010—2017年十個(gè)站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的AAOD基本呈夏秋季大，冬春季小的特點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(dá)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?yàn)榇杭旧硥m的貢獻(xiàn)。從季節(jié)間差異來看，環(huán)地中海站點(diǎn)AAOD季節(jié)差異比阿拉伯半島更大?？偟膩砜?，阿拉伯半島站點(diǎn)AAOD夏秋季大，冬春季小;環(huán)地中海站點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的SSA總體呈春夏季大，秋冬季小的特點(diǎn)，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(diǎn)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(duì)比發(fā)現(xiàn)，除海拔較高的IAS站和AGI站外，其余8個(gè)站均受到春季沙塵的顯著影響。其中，環(huán)地中海站點(diǎn)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?yàn)槿龉衬硥m粒子的吸收性高于阿拉伯半島的沙塵（Kubilay et al.，2003）。總的來說，阿拉伯半島站點(diǎn)的SSA春夏季大，秋冬季小;環(huán)地中海站點(diǎn)的SSA夏秋季大，冬春季小。

2.4 各光學(xué)參數(shù)的逐年變化

在分析年變化時(shí)，各光學(xué)參數(shù)的觀測(cè)年份均不少于4 a，年平均值由月平均產(chǎn)品計(jì)算得到。各年的觀測(cè)月份不少于6個(gè)月，各季節(jié)至少有一個(gè)觀測(cè)月份。圖6給出了滿足要求站點(diǎn)的四個(gè)光學(xué)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(dòng)，年極差約為0.04。2015年SED站的AOD達(dá)到最大值（0.179），這可能與當(dāng)?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(dá)到最大值（0.271），2015年降至最小值（0.196）。經(jīng)檢驗(yàn)，2010—2017年所有站點(diǎn)AOD的變化趨勢(shì)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(shì)均不顯著。在環(huán)地中海地區(qū)，各站點(diǎn)的α值在2011年達(dá)到最大。其中，TEP站的α有明顯下降趨勢(shì)（通過信度為0.05的顯著性水平檢驗(yàn)），年降幅為-0.066，說明細(xì)粒子比例在減少。這可能與近年來當(dāng)?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(shì)，年降幅為-0.054。而ERD站的α無顯著變化趨勢(shì)。

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(shì)，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(shì)，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(shì)，年降幅為-0.006。ERD站的SSA無顯著變化趨勢(shì)，年均值范圍為0.913～0.939。

2.5 AOD的日內(nèi)變化

圖7為十個(gè)站點(diǎn)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(gè)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(diǎn)。這與中國(guó)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?yàn)樯衬缤頊囟鹊?，風(fēng)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(fēng)速增加，有利于氣溶膠擴(kuò)散，從而引起AOD下降（Rehman and Ahmad，2004;Che et al.，2013）。

其他大部分站點(diǎn)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(diǎn)有所不同，各季節(jié)總體表現(xiàn)出較為顯著的AOD隨時(shí)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(fēng)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(bǔ)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(shí)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(fēng)更強(qiáng)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(diǎn)年平均AOD的日內(nèi)變化。由圖可知，阿拉伯半島站點(diǎn)年平均AOD的日內(nèi)差異普遍比環(huán)地中海站點(diǎn)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(gè)AERONET站點(diǎn)的氣溶膠產(chǎn)品對(duì)西亞地區(qū)多個(gè)氣溶膠光學(xué)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(jìn)行了分析。主要結(jié)論如下：

1）西亞所有站點(diǎn)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(diǎn)的α春季最小，冬季最大;環(huán)地中海站點(diǎn)的α春季最小，夏季最大。

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

3）西亞所有站點(diǎn)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(diǎn)AAOD夏秋季大，冬春季小，環(huán)地中海站點(diǎn)則與之相反。阿拉伯半島站點(diǎn)的SSA春夏季大，秋冬季小，環(huán)地中海站點(diǎn)的SSA夏秋季大，冬春季小。

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

致謝：感謝AERONET網(wǎng)站提供的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

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（責(zé)任編輯：劉菲）