近地表臭氧（O3）作為影響空氣質(zhì)量的重要因素，其對(duì)自然環(huán)境及人體健康具有嚴(yán)重影響。對(duì)于富含高濃度O3的平流層大氣，在平流層大氣入侵事件中，能將O3帶入近地表。區(qū)分自然源與人為源的貢獻(xiàn)，能有效的評(píng)估O3污染控制成效，也為O3入侵頻繁時(shí)期的人為源加強(qiáng)控制提供科學(xué)依據(jù)。而僅由宇宙射線(xiàn)作用生成的放射性核素鈹-7（7Be，半衰期53.29天）和鈹-10（10Be，半衰期1.39百萬(wàn)年），由于其自身特性及大氣停留時(shí)間等因素，二者比值可在近地面獨(dú)立示蹤平流層氣團(tuán)入侵事件與強(qiáng)度，為了解平流層大氣向地表深對(duì)流傳輸過(guò)程提供了可靠的工具。 近期，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所周衛(wèi)健院士團(tuán)隊(duì)，付云翀研究員級(jí)高工課題組基于加速器質(zhì)譜儀技術(shù)對(duì)7Be和10Be進(jìn)行了高精度分析，首次獲得成都地區(qū)全年日分辨率的大氣7Be和10Be觀測(cè)記錄。 基于該觀測(cè)記錄，通過(guò)有效去除年平均約22%的再懸浮粉塵10Be的干擾，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)四川盆地地區(qū)平流層大氣入侵的連續(xù)示蹤，發(fā)現(xiàn)其中春夏季平流層大氣入侵強(qiáng)度高于秋冬季約為4倍；并且明確了由平流層大氣入侵造成的對(duì)四川盆地地表O3和水汽的影響。
該研究不僅積累了四川盆地地區(qū)大氣7Be和10Be觀測(cè)數(shù)據(jù)，而且說(shuō)明了可將高分辨率10Be/7Be作為平流層大氣深對(duì)流傳輸的有效示蹤劑，為探究地表大氣O3中自然源輸入提供了新的研究方法。
本研究成果獲得中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)（XDB40000000）、國(guó)家自然科學(xué)基金（11975240）和中科院青促會(huì)（Y2021108）項(xiàng)目的聯(lián)合資助。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上，第一作者為劉許柯博士，通訊作者為付云翀正高工和周衛(wèi)健院士。原文詳見(jiàn)：Liu, X.K., Fu, Y.C.*, Bi, Y.T., Zhang, L., Zhao, G.Q., Xian, F., Zhou, W.J.*, 2022. Monitoring surface 10Be/7Be directly reveals stratospheric air intrusion in Sichuan Basin, China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, e2022JD036543. https://doi.org/10.1029/2022JD036543.
圖1 成都大氣10Be/7Be比值（a）、地表O3和溫度（b）以及RH（c）在周時(shí)間尺度上的年度變化序列。注：觀測(cè)數(shù)據(jù)按季節(jié)排序。
圖2 成都地區(qū)氣溶膠7Be和10Be濃度（a）、10Be/7Be比值（b）、總懸浮顆粒物（TSP）和氣溶膠Al含量（c）的日變化觀察記錄。
