沙尘气溶胶占大气气溶胶的一半以上，它不但影响天气和气候，而且对海洋生态及全球物质循环具有重要作用。沙尘气溶胶可以通过散射和吸收太阳辐射以及地表的长波辐射来直接影响地-气系统的辐射能量收支，产生直接气候效应，也可以作为云、雾的凝结核影响云、雾的光学特性，产生间接气候效应；此外，沙尘气溶胶会导致能见度降低，对人类的健康造成危害并且会造成严重的财产损失。塔克拉玛干沙漠作为我国和东亚地区重要的沙尘气溶胶源区备受关注。以动力起沙的沙尘暴被认为是沙尘气溶胶的最主要来源，但在目前普遍存在模拟的沙尘通量远低于观测值的问题，表明存在巨量的沙尘气溶胶缺失。而以热力起沙的尘卷风和沙尘暴起沙机制互为补充，共同影响沙漠地区上空的沙尘气溶胶的含量。

鉴于此，中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所马明杰和沙漠边界层气象研究团队，利用塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带肖塘地区气象、尘卷风强化观测资料，并结合沙漠腹地塔中地区GPS探空资料，开展尘卷风起沙观测及参数化方案改进工作，旨在基于改进后的尘卷风起沙参数化方案重新评估出尘卷风对沙尘气溶胶的贡献。

研究表明：适宜尘卷风形成的地气温差（地表与2m高处温度差）为16°C，适宜尘卷风形成的环境风速为3.2-3.6 m/s；改进后尘卷风热力学效率明显高于改进前，从9:00-17:00，分别较改进前提高了84.7 %、63.9 %、25.6 %、13.3 %、12.5 %、22.7 %、26.6 %、26.9 %和21.4 %；改进后尘卷风发生次数为431次，较改进前提高了55.2%；改进后尘卷风持续时间为181.3 h，较改进前的昼长时间少95.5%，较改进前的日照时间多31.8%；改进后单个尘卷风平均垂直起沙通量为0.25 g/(m2·s)，较改进前少68.8%；改进后每平方公里范围内尘卷风年平均起沙量为15.3 t，约是改进后的1/20；基于改进后的尘卷风起沙参数化方案重新评估出尘卷风对沙尘气溶胶的贡献为46.5%，提升模式模拟效果，降低现行区域沙尘暴预报模式空报率。

相关成果以“Improvement of dust emission parameterization scheme for dust devils based on intensive observations in the Taklimakan Desert”为题发表在Theoretical and Applied Climatology，论文第一作者为中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所马明杰助理研究员。该研究得到自治区青年科学基金项目及新疆天山青年人才计划项目支持。

原文信息： Ma Mingjie, Yang Xinghua, He Qing, Ali Mamtimin, Yang Fan, Huo Wen, Zhou Chenglong. 2022. Improvement of dust emission parameterization scheme for dust devils based on intensive observations in the Taklimakan Desert. 

文章链接：https:// doi:10.1007/s00704-022-04258-3.