干涸尾闾湖盆地中的地球化学源保真性与大气风化：地球化学相似指数与湖 - 大气风化指示剂的开发与验证

《Atmospheric Environment》：Geochemical source fidelity and atmospheric weathering in a desiccating terminal-lake basin: Development and validation of the Geochemical Similarity Index and the Lake–Atmosphere Weathering Proxy

　　

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  两项新指标SIM%和LAWP分别量化了尘源亲和性与风化程度。
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  尽管距离更远，大不里士表现出比乌尔米耶更强的湖泊亲和性。
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  在两座城市中，风向而非风速是对SIM%的主要控制因素。
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  LAWP在稳定性和判别力方面优于五种经典指标。
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  该双指标框架可推广至其他干涸的内流终端湖。

章节摘要

引言

干湖床和干涸的内流终端湖是大气沙尘的重要来源，对空气质量、生态系统稳定性和公共卫生构成严重风险（Middleton, 2017; WHO, 2021; Aghababaeian et al., 2021）。这些系统产生的细颗粒PM_2.5与干旱和半干旱地区心肺发病率上升及早逝率增加有关（Fussell and Kelly, 2021; WHO, 2021）。随着气候变化和人类调水导致内流盆地缩小，新暴露的湖底沉积物

研究区域

乌尔米耶湖位于伊朗西北部，介于37^°4′N–38^°17′N和45^°E–46^°E之间，是一个超盐度内流终端湖，也是全球最严重的湖泊干涸案例之一（图1）。该湖干季面积约为4,750 km²，湿季面积可达6,100 km²，最大水深16米，海拔1,250米，流域面积覆盖51,876 km²，相当于伊朗国土面积的3.15%（Eimanifar & Mohebbi., 2007）。大不里士（TBR）位于

SIM%的验证与敏感性分析

敏感性分析发现，距离衰减系数α在0.008–0.045 km^-1范围内存在稳定平台，经Bootstrap精化后α = 0.022 km^-1。Mann–Whitney U检验显示TBR与URM之间存在显著分离（U = 1058, p < 0.001），而留一交叉验证（LOOCV）表现出高稳定性（CV = 0.04）。边界测试在恒等性（99.6%）和正交性（0.08%）方面均恢复了近乎理想的表现，蒙特卡洛模拟在TBR和URM上均低于可接受的 uncertainty 阈值（表2）。

在乌尔米耶湖盆地的应用：SIM%的时间变化特征

SIM%的源保真度与大气风化机制

表2中总结的六项独立验证程序共同表明，SIM%表现为一个具有物理基础且抗噪声的代用指标，而非曲线拟合的人工产物（Hopke, 2016）。距离衰减系数α（0.008–0.045 km^-1）上恢复的稳定平台表明风成分选中存在真实的、随距离变化的物理梯度，而非根据数据集任意调整的参数（Shao, 2008）。TBR与URM之间清晰的统计分离（U

结论

本研究证明，在富含蒸发岩的干湖床–大气系统中，经典地球化学指标不足以表征沙尘特征，因为它们受到活动阳离子、城市输入和风成粒径分选的系统性偏差。为克服这些局限，我们提出了两项互补指标：SIM%，用于量化受体PM_2.5与湖底沉积物之间的源亲和性；LAWP，用于约束细颗粒物中化学风化的强度。应用于干涸

CRediT作者贡献声明

Bubak Souri：撰写–审阅与编辑、撰写–初稿、监督指导、项目管理、研究方法、调查、获取资金、形式化分析、概念化。Mahdi Rajabi：撰写–审阅与编辑、撰写–初稿、可视化、验证、研究方法、调查、形式化分析、数据管理、概念化。

未引用参考文献

Amato et al., 2016; ASTM International, 2023; Bao et al., 2026; Bau and Dulski, 1996; Cesari et al., 2018; Fawcett, 2006; Fedo et al., 1995; Ge et al., 2022; Gholampour et al., 2016; Gholampour et al., 2016; Goldstein et al., 1984; Goudie and Middleton, 2006; Griffin, 2007; King et al., 2011; Mecca et al., 2024; Nazari et al., 2024; Paatero and Tapper, 1994; Prospero et al., 2002; Seinfeld and Pandis, 2016; Shi et al., 2012.

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢伊朗西阿塞拜疆省和东阿塞拜疆省的环境部，感谢他们协助获取乌尔米耶和大不里士大都市地区的大气颗粒物样品。

Mahdi Rajabi|Bubak Souri