在光照条件下，冰雪释放NOx或其它痕量物质是一种普遍的自然现象，但其释放强度在不同地区对大气NOx等物质的相对贡献却存在显著差异。在人为排放占据主导地位的区域，这种自然释放的贡献通常可忽略不计；然而，在极地等环境极为清洁的地区，这种自然释放及其潜在的环境影响则显得尤为重要。实际上，光照下冰雪释放的NOx已成为极地大气边界层中NOx的一个重要来源。雪/气之间NOx的交换不仅影响着极地大气边界层的大气成分和大气化学过程，还增强了其氧化性，进而可能影响对雪冰大气成分记录的解释。青藏高原面积达250万平方公里，是北半球中纬度重要的积雪区，也是十分清洁的地区；其平均海拔超过4000米，太阳辐射十分强烈，低层大气具有强的氧化性。受西风带和亚洲季风影响，高原南北的冰雪化学成分及其来源存在显著差异。值得注意的是，青藏高原冰雪中NO₃^-平均浓度高于南北极。因此，推测青藏高原冰雪表面光化学反应可能比南/北极更为强烈，从而释放出更高浓度的NOx。

为了验证这一科学假设，北京大学朱彤教授领导的研究团队于2004年8月下旬，在海拔高达4600米的七一冰川进行了外场观测实验。在强烈的太阳辐射和雪/冰、云的反射以及地形效应的叠加作用下，地表紫外线B（UVB）辐射水平显著增强，甚至超过了4.5 W/m²。实验结果显示，冰川表面NOx（NO₂）混合比浓度与UVB辐射水平之间存在显著的相关性。此外，垂直梯度实验还表明，从冰川雪面到30厘米高度，NOx（NO₂）混合比呈现负梯度。鉴于高紫外线辐射水平和雪/冰中较高的NO₃⁻浓度（8.7 ± 2.7 μmol/L），在8月下旬，七一冰川新鲜雪中释放的NOx混合比达到了ppbv量级，这比在极地地区观测到的值高出约一个数量级。这一观察结果为我们的研究假设提供了直接证据，并证实了高原冰川和雪面边界层中NOx的高浓度释放现象。

Figure 1. Variations in the mixing ratios of NO₂ and NOx and UVB radiation levels on 26 August 2004. The data were averaged in 1 min.

该成果以“Preliminary observation of strong NOx release over Qiyi Glacier in the northeast of the Tibetan Plateau”为题，发表在英国皇家化学会期刊 Environmental Science: Atmospheres上。中央民族大学生命与环境科学学院教授，民族地区生态环境国家民委重点实验室副主任林伟立博士为第一作者，北京大学环境科学与工程学院教授，中国科学院地学部院士 朱彤博士为通讯作者。

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论文信息

· Preliminary observation of strong NOx release over Qiyi Glacier in the northeast of the Tibetan Plateau
Weili Lin, Feng Wang, Chunxiang Ye c and Tong Zhu*（朱彤，北京大学）
Environmental Science: Atmospheres, 2024, 4, 275 - 281
https://doi.org/10.1039/d3ea00161j

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