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气溶胶对环境、气象和人体健康都有较大影响,这些影响与气溶胶理化特性(粒子尺度谱、化学组分、混合状态等)密切相关。为了深入研究气溶胶的环境和气候效应,发展了一套气溶胶在线综合观测系统。本文介绍了利用该系统在北京、上海、广州三个超大城市开展的综合观测实验结果。通过对比分析发现,广州气溶胶数浓度最高,其粒子尺度谱分布特征与北京特征相似,均以核模态为主,上海气溶胶数浓度则整体较低。对比三个超大城市的新粒子生成(New Particle Formation,NPF)特征发现,北京NPF的发生频率低于广州,主要由于北京地区大气中大粒径气溶胶更多,较高的碰并汇抑制了NPF的发生和发展。研究发现,观测期间北京和上海站点气溶胶的吸湿性强于广州,人为一次性排放气溶胶吸湿性较弱。气溶胶吸湿性日变化特征与人为活动、气溶胶老化程度密切相关。此外,三个超大城市中气溶胶光吸收系数的日变化特征存在明显差别,北京站点的气溶胶吸收系数呈现白天高、夜间低的特点,而广州站点气溶胶的吸收系数呈现相反的日变化趋势,这可能是由观测站周边的环境差异及大气边界层的变化特征差异造成的。 相似文献
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2016年11月13日在北京地区上空存在持续稳定的层状云天气背景下,利用飞机开展气溶胶粒径谱、化学组成、云滴谱等参量的垂直观测,研究该个例云底气溶胶的活化能力。结果表明:探测期间北京地区为轻度污染天气,地面气溶胶浓度(0.11~3 μm)达到4600 cm-3。云层高度为800~1200 m,云底气溶胶数浓度相对于近地面大幅度降低,有效粒径显著增大(0.3~0.6 μm)。同时,近地面气溶胶中疏水性的一次有机气溶胶贡献显著,而云底气溶胶中一次有机气溶胶的贡献大幅降低,无机组分和二次有机气溶胶的贡献明显增大,造成吸湿性参数κ由0.25(地面)增大至0.32(云底)。云中气溶胶和云滴的谱分布衔接较好,且两者的数浓度之和与云底气溶胶浓度一致,可分别代表未活化和已活化的粒子。基于云底气溶胶粒径谱和吸湿性参数计算得到不同过饱和比下云凝结核的活化率,通过与云中观测结果对比,反推得到云底过饱和度约为0.048%。 相似文献
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观测和分档方案的数值模拟都证明气溶胶的谱分布特征对云滴谱的演变有直接影响继而作用于降水的发展。目前广泛使用的总体双参数云滴谱方案因为表征云滴谱的预报量不足,在凝结过程中云滴谱呈不正常的拓宽现象。因此在参数化方案中,气溶胶谱对云滴谱的影响未有明确结论。中科学院大气物理研究所(IAP)云降水物理与强风暴重点实验室(LACS)新研发的三参数方案(IAP-LACS)通过增加的预报量克服了云滴谱的拓宽问题,提高了云滴谱模拟的准确性。为了研究在参数化方案中气溶胶谱分布特征对云滴谱的影响,本文采用新方案进行WRF(Weather Research and Forecasting mode)大涡理想性试验,验证了新方案中气溶胶对数正态谱函数中数浓度、几何半径和标准差3个参量对云滴谱演变的影响。针对3个参量的敏感性试验表明新的气溶胶活化方案和三参数云滴凝结增长方案能够描述气溶胶谱对云滴谱演变的影响规律:气溶胶数浓度对云滴谱影响最显著,数浓度越高活化生成的云滴数量越多,云滴半径越小,云滴谱趋向窄谱,气溶胶数浓度低时,云滴数量少、半径大。较大的几何半径使气溶胶谱向大粒径移动,导致大云滴生成,标准差对云滴谱的影响最不显著。 相似文献
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利用2014年7月黄山光明顶观测获得的气溶胶数浓度、气溶胶数谱数据,对黄山夏季气溶胶数浓度及谱分布特征进行分析,并在此基础上对气溶胶数谱进行了对数正态分布拟合。研究结果表明:黄山夏季气溶胶平均数浓度约为3 518.27 cm~(-3),主要集中在爱根核模态;气溶胶平均数浓度日变化呈双峰分布,峰值浓度的出现伴随着小粒子的增多。气溶胶数浓度与相对湿度和风速成负相关,高浓度的气溶胶多出现在较弱的东南风时;积聚模态气溶胶数浓度受风向影响显著。不同气团背景下气溶胶数谱差异集中在小于100 nm和500~1 000 nm粒径范围。爱根核模态气溶胶在高湿的西南气团影响下数浓度最低、谱较窄,而高温、低湿的东南气团对应的气溶胶数浓度最高、谱最宽,北方气团对应的气溶胶数浓度和谱宽居中;500~1 000 nm粒径范围气溶胶数谱分布特征与之相反。不同背景的气溶胶数谱和体积谱均可采用爱根模态、积聚模态1和积聚模态2三个模态进行对数正态分布拟合,但不同气团背景下的各模态谱型参数差异较大。 相似文献
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激光遥测大气气溶胶的尺度谱分布 总被引：3，自引：0，他引：3
在采用Deirmendjian气溶胶谱分布模式条件下,利用多波长激光雷达所探测的气溶胶消光系数,通过与Mie散射理论计算的气溶胶消光系数拟合的方法,可获得气溶胶的尺度谱分布。 相似文献
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由大气顶射出太阳辐射的形式解出发,结合球形粒子的米散射理论,由反射太阳光谱推导获得了反演整层大气气溶胶粒子体积谱分布的权重函数。在权重函数特征分析的基础上,根据一个简单的线性反演算法,利用大气辐射传输计算模拟的大气顶反射太阳光谱,反演获得了不同气溶胶浓度和复折射率条件下的气溶胶粒子体积谱。结果表明,初步建立了一套自洽的大气气溶胶体积谱分布的反演方法。通过米散射计算获得的反演参数考虑了波长对粒子半径的权重特征,使气溶胶体积谱的反演具有了明确的物理依据;同目前常用的查算表方法相比,简化了反演方案中参数化的复杂程度。 相似文献
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北京地区气溶胶粒度谱分布初步研究 总被引：12，自引：0，他引：12
本文对北京地区气溶胶数浓度及其诸分布特征进行了初步研究。重点探讨了气溶胶数浓度分布与相对湿度的关系。研究结果表明，气溶胶浓度和谱分布存在明显的日变化和逐日变化，并在很大程度上受空气相对湿度和理查森数影响。 相似文献
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气溶胶、云、降水相互关系是现今大气科学的前沿领域。本文总体概括了气溶胶作为云凝结核和冰核,对云宏微观物理特性及降水的影响原理研究的主要成果。并根据气溶胶自身化学性质的吸湿性,从吸湿性气溶胶和非吸湿性气溶胶两方面,重点探讨了模拟研究中,硫酸盐、海盐、沙尘、黑碳气溶胶对于云和降水的影响,以及各类气溶胶与其它类型气溶胶相比,作用于云降水的不同方式。提出之前研究工作的不足,以期为今后该方向的研究提供一些思路。 相似文献
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通过对南海腹地岛屿测站和南海北岸测站气溶胶样品中水溶性成分的分析，以及与华南大陆清洁测点和城市测点的对比，结果表明:海岛测点气溶胶总质量与诸离子浓度均大大低于海岸与大陆测点。其分布以三峰型出现的比较多，海岛与海岸气溶胶中水溶性成分以SO2-4，Cl-与Ca2+，Na+为含量比重最大的离子成分；与华南大陆测点相比，Cl-，Na+比重显著增加而NH+4的含量比重有所下降。 相似文献
12.
辽宁地区大气气溶胶粒子的垂直分布特征 总被引：19，自引：3，他引：16
详细分析了１９９６、１９９７年春末夏初在辽宁省进行的大气气深胶飞机观测的０～５ｋｍ气深胶粒子数深度和尺度谱分布的垂直、水平变化,初步讨论了它们与温度和相对温度的关系。结果表明,混合层顶上下粒子数深度具有不同的垂直分布特征;粒子谱受不同形成机制影响,表现为多峰分布;水平方向上气溶胶粒子数浓度存在显著变化;温度层结和相对温度对气溶胶粒子的浓度和谱分布有明显影响。 相似文献
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广州市气溶胶质量谱和水溶性成分谱分析 总被引：5，自引：0，他引：5
对2006年9月—2007年1月在广州市采集的气溶胶粒子的质量谱和水溶性成分进行分析表明,广州市各测点的气溶胶质量谱基本呈双峰或三峰分布,细粒子浓度占气溶胶总浓度的四成到六成;在气溶胶水溶性离子成分中,浓度最高的阴离子是SO42-和NO3-,浓度最高的阳离子是NH4+和Na+;各离子多呈三峰或是双峰分布,但不同离子的峰值不尽相同;广州市的粉尘污染逐渐减少,而NH4+浓度迅速增大;相对土壤,只有Na+和NH4+富集度比较大,SO42-和K+有一定富集;相对海洋,F-的富集度非常大,其他离子则无明显富集;Cl-被严重耗损;致酸离子以SO42-为主,NO3-作用较弱些;SO42-和NH4+谱分布有很好的相关性,并且在细粒子和巨粒子粒径范围有共同的来源。 相似文献
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《Atmospheric Research》2005,73(1-2):131-148
The effect of pollution-derived sulphuric acid aerosols on wintertime arctic lower atmospheric ice crystals is investigated. These anthropogenic aerosols differ from natural background aerosols by their number concentration, strong solubility and reduced homogeneous freezing temperature when internally mixed with other compounds. Furthermore, observations suggest that the ice-forming nuclei concentration is reduced by one to four orders of magnitude when the sulphuric acid aerosol concentration is high.Simulations performed using a column model and analysis of observed data for the period of 1991–1994 at Alert (82° 30'N, 62°20'W) are used to assess the changes of the boundary layer cloud characteristics by sulphuric acid aerosols and the potential effect on arctic climate. Results show that aerosol acidification leads to depletion of the ice crystal number concentration and an increase of its mean size. As a result, low-level precipitating ice crystals occur more frequently than ice fog and thick nonprecipitating clouds during high concentration of pollution-derived aerosols. This result is in agreement with observations that indicate an increase by more than 50% of the frequency of precipitating ice crystals when the weight proportion of sulphuric acid is greater than its mean value of 20% of the total aerosol mass. Consequently, the ice crystal size increases and number decreases, and the sedimentation flux of ice crystals and the dehydration rate of the lower troposphere are accelerated in the presence of high sulphuric acid aerosol concentration. As a result, the infrared radiation flux reaching the surface and the greenhouse effect are decreased. This process is referred to as the dehydration–greenhouse feedback. One-dimensional simulation for Alert during the period of 1991 to 1994 shows that a negative cloud radiative forcing of −9 W m−2 may occur locally as a result of the enhanced dehydration rate produced by the aerosol acidity. 相似文献
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北京大气气溶胶中碱性成分的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
采用７级冲击式分级采样器采集北京春秋季大气气溶胶样品,研究不同粒径颗粒物的可溶碱性成分,详细分析了钙盐和镁盐作为碱性组分的作用,表明可以采用可溶碱性钙盐代表颗粒物的可溶碱性组分即颗粒物对降水的酸中和能力。比较春、秋两季的结果,春秋季各级颗粒物中碱性钙盐占酸溶钙盐的比例基本恒定,１～７级粒径由大至小该比例分别为０．８４、０．７６、０．７１、０．５９、０．５３、０．５７、０．２８,随着粒径增大而增大。这表明碱性钙盐及酸溶钙盐的粒径分布不随季节变化,且碱性钙盐主要分布于粗粒子中。最后,计算了北京春秋季各级颗粒物中的碱性钙盐量。 相似文献
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分别利用碳成分分析仪、离子色谱仪和原子吸收光谱仪等获取浙江省临安地区大气气溶胶在春、夏、秋、冬四季的质量浓度、离子与碳成分特性，并对不同粒径气溶胶成分分布特点作了较详细分析。结果表明:气溶胶质量浓度、可溶性离子浓度以及碳成分浓度具有明显的季节变化趋势。整个尺度范围内，气溶胶质量浓度季节变化特点为春季浓度最高，达到534 μg/m3；冬季次之，质量浓度为117.21 μg/m3；夏季浓度最低，平均为65.7 μg/m3；秋季质量浓度98.6 μg/m3。可溶性离子成分在气溶胶中所占比例具有明显的季节性，其中夏季最高为49.4%，春季最低为11.3%。硫酸根离子SO42-和氨根离子NH4+和硝酸根离子NO3- 3种离子浓度之和约占离子总量的75%~83%。受温度影响，硝酸根离子NO3-浓度随季节变化幅度较大，夏季平均浓度为1.7 μg/m3, 冬季平均浓度为11.5 μg/m3，是夏季浓度的6.8倍。碳浓度分布特点显示，气溶胶中元素碳浓度春季最高，夏季最低。有机碳浓度春季最高，冬季最低。气溶胶粒度分布特点也非常明显。四季中粒径小于11 μm（PM11）的气溶胶均占气溶胶总量的90%以上，粒径小于2.1 μm（PM2.1）的气溶胶占到气溶胶总量的53%以上。可溶性离子在粒径小于2.1 μm气溶胶颗粒中，以硫酸根离子、氨根离子和硝酸根离子为主。碳成分尺度分布特征为颗粒越小，有机碳及元素碳浓度越高。 相似文献
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气溶胶与云的垂直分布特征是气溶胶间接气候效应关注的重点。基于2018年7—8月华北中部6架次飞机观测数据,研究气溶胶和云滴的垂直和水平分布特征。结果表明:华北中部780~5687 m高度内气溶胶数浓度( Na )平均值为821.36 cm-3,最大量级可达到104 cm-3,云中气溶胶数浓度(Nacc)占总颗粒浓度的80%以上,表明细颗粒占大多数,气溶胶粒子算术平均直径( Dm )平均值为0.12~0.52 μm;大气层结对气溶胶垂直分布影响较大,逆温阻挡气溶胶垂直输送,高空(高度2000 m以上) Dm 的垂直分布受到相对湿度影响较大; Na 和 Dm 在垂直方向波动较大,水平方向波动较小;低层云中云滴数浓度(Nc)较大、液态水含量(L)较小,而中层和高层云中Nc较小、L较大,Nc和云滴有效半径(Re)的概率密度函数均为双峰型分布,L的概率密度函数为单峰型分布;气溶胶数浓度谱基本呈现多峰型分布,而云滴数浓度谱多呈现单峰型分布。 相似文献
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Peter Nojarov Ivo Kalapov Jordan Stamenov Todor Arsov 《Theoretical and Applied Climatology》2014,115(3-4):471-482
Some connections between aerosols, atmospheric transport, and relative humidity are investigated based on measurements at Basic Environmental Observatory (BEO) station, peak Musala (2,925 masl) for the period January 2009–January 2010. Data are chosen at 0:00 and 12:00 GMT every day. Main methods employed in this research are statistical—nonparametric tests of Mann–Whitney and Spearman. The main conclusion is that greater aerosol load at peak Musala is connected with transport of air masses from north to east horizon quarters. Bigger particles with longer lifetimes come from there. Air coming from the south horizon quarter is aerosol clearer. Relative humidity shows opposite distribution—higher values for transport from south horizon quarter. Correlation between this parameter and aerosols is negative with significant but small value. Distribution of blue, green, and red scattering and backscattering coefficients is similar to distribution of total aerosol concentration. Correlations between scattering and backscattering coefficients and total aerosol concentration are significant and positive. Courses of total aerosol concentration; diameter of particles with maximum concentration; and blue, green, and red scattering and backscattering coefficients have summer maximum and winter minimum. Diurnal course of total aerosol concentration in the two main seasons, winter (January) and summer (July), has day maximum and night minimum. Aerosols at peak Musala are predominantly of transparent or translucent type. The calculation of Ångström exponent α is more precise by using scattering coefficients. The nephelometers data could successfully characterize the haziness of the atmosphere above peak Musala. 相似文献
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Aditi Kulshrestha Deewan Singh Bisht Jamson Masih David Massey Suresh Tiwari Ajay Taneja 《Journal of Atmospheric Chemistry》2009,62(2):121-138
This paper deals with the atmospheric concentrations of PM5 and PM2.5 particulate matter and its water soluble constituents along with the size distribution of ions and spatial variation at three
different residential environments in a semiarid region in India. Samples were collected from the indoors and outdoors of
urban, rural and roadside sites of Agra during October 2007–March 2008. The mean concentrations of PM2.5 indoors and outdoors were 178 μgm−3 and 195 μgm−3 while the mean concentrations of PM5 indoors and outdoors were 231.8 μgm−3 and 265.2 μgm−3 respectively. Out of the total aerosol mass, water soluble constituents contributed an average of 80% (33% anions, 50% cations)
in PM5 and 70% (29% anions, 43% cations) in PM2.5. The indoor–outdoor ratio of water soluble components suggested additional aerosol indoor sources at rural and roadside sites.
Indoor–outdoor correlations were also determined which show poor relationships among concentrations of aerosol ions at all
three sites. Univariate Pearson correlation coefficients among water soluble aerosols were determined to evaluate the relationship
between aerosol ions in indoor and outdoor air. 相似文献