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北京市春夏季大气气溶胶的单颗粒分析表征 总被引：9，自引：0，他引：9
采集了北京市2000年春夏季大气气溶胶样品5个，采用扫描电镜X射线能谱技术分析大气气溶胶单颗粒约2500个。研究结果表明，沙尘期间，矿物尘是最主要的颗粒物种类，非沙尘期间，北京市大气气溶胶中主要检出矿物尘和含硫颗粒物。夏季随着颗粒物污染的加重，含硫颗粒物的数目百分数增加。是北京市大气颗粒物污染的重要特征。重点讨论了Ca-S颗粒、K-S颗粒和Ca-K-S颗粒三类典型含硫颗粒物的化学组成和粒径分布特征。数目可观的Ca-K-S颗粒以及其他硫酸盐颗粒的生成与相对湿度和云量等气象条件相关，这些颗粒物可能是云中过程的产物。减少SO2排放，减少含硫颗粒物，对于控制北京市的大气颗粒物浓度水平具有重要意义。 相似文献
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二次光化学氧化剂与气溶胶间的非均相过程 总被引：5，自引：0，他引：5
光氧化剂和气溶胶颗粒物在大气环境中普遍存在,影响着大气氧化能力和气候,威胁着人类健康。而大气光氧化剂与气溶胶颗粒物间复杂的耦合相互作用能产生二次污染物,使得大气污染过程更为复杂,成为国际大气化学研究的前沿和热点课题。挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在大气中经过复杂的光化学反应可形成以臭氧（O3）为主的二次光化学氧化剂,并以大气气溶胶为平台发生非均相反应,使大气污染更严重,引起人们普遍关注。二次光化学氧化剂和气溶胶颗粒物之间非均相过程的实验室研究是深入认识这两者间耦合相互作用的关键,实验室研究可以为分析和深入认识外场观测结果提供基础,还能为数值模式模拟研究提供基本参数。概括了大气二次光化学氧化剂的形成过程,总结了国际上近年来二次光化学氧化剂与大气气溶胶颗粒物非均相反应的实验室研究进展以及研究方法,最后提出了现有的一些主要科学问题,对未来这一重要领域的研究前景进行了展望。 相似文献
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应用带能谱的电子扫描电镜(SEM-EDX)对拉萨市夏季正常天气下收集的大气自然沉降气溶胶样品进行分析,研究了拉萨市大气降尘矿物组成和各种物相形貌特征信息。拉萨市大气颗粒物含有硅酸盐颗粒、富钙颗粒、富铁颗粒、富碳颗粒(燃煤飞灰颗粒和燃油飞灰颗粒)和植物残体颗粒。根据颗粒物数量统计发现拉萨市大气颗粒物以硅酸盐颗粒为主,富钙颗粒和富铁颗粒次之,需要指出的是以燃油飞灰为主的富碳颗粒已占到一定比重,说明以燃油为主的机动车尾气对拉萨大气污染在加强。研究结果表明,大气降尘矿物成分及其形貌特征可以用作判定污染物来源的重要标志,拉萨大气中颗粒来源的多样性决定了治理措施也应综合进行。 相似文献
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《地球化学》2020,(3)
矿物沙尘气溶胶作为大气气溶胶的重要组成,全球年排放量高达约2000 Tg,主要分布在非洲、亚洲和北美等地沙漠区域。以往研究表明,不同源区的沙尘矿物组分往往存在一定差异,表现为不同源区形成的矿物气溶胶在大气中的理化性质存在差异,如吸湿性、光学性质以及云凝结核活性等,导致沙尘在传输、降尘的过程中对环境、气候以及生物地球化学循环产生不同的重要影响。此外,不同的矿物沙尘颗粒,会引起各种呼吸系统疾病以及皮肤病等,对人体健康产生极大危害。现阶段对于大气颗粒物矿物组成主要的检测手段包括X射线衍射(XRD)光谱、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等。其中XRD技术能够高效、准确、快速和无损害地完成对样品的物相鉴定,是现阶段检测矿物相的主要技术手段,伴随其分析方法及软件的不断改进,检测结果更加精准。本次工作综述了XRD应用于大气颗粒物研究的具体分析方法以及在亚洲、北非等地沙尘颗粒的研究进展,同时汇总了各种物相鉴定方法以及存在的问题,旨在为大气颗粒物的矿物组成识别手段建立一定的选择依据。 相似文献
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至少一维尺度上小于100 nm的颗粒物均称为纳米颗粒物,在人工纳米颗粒物产生的几十亿年前,地球已经通过其特有的生物地球化学过程合成各类天然纳米颗粒物.这些纳米颗粒物及其次生产物具有独特的理化特性,并参与各种地球化学过程,体现其非凡的地球化学意义.从地球化学的角度,解析了环境纳米颗粒物的定义和分类,重点阐述了风化壳与水体中天然和次生纳米颗粒物的形成,并在天然纳米颗粒物中区分了纳米矿物和矿物纳米颗粒物;同时,也讨论了大气纳米颗粒物的来源、成因与环境影响.该综述列举了目前环境中纳米颗粒物表征与鉴别的技术和方法,重点剖析了纳米颗粒物的地球化学功能和环境意义,并对该领域的研究前沿问题进行了概述. 相似文献
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近年的实验室模拟和野外观测研究表明,酚类化合物的水相反应(aqueous-phase reaction)对环境二次有机气溶胶(secondary organic aerosol,SOA)的形成具有重要的贡献,因此探讨酚类化合物光化学过程中的演化特征有助于深化二次气溶胶形成的科学认识。本文以苯酚为研究对象,利用大气压喷雾电离(ESI)-飞行时间质谱(TOF-MS),对其在水相光化学反应下的产物分布特征进行了初步探讨。水相光照实验通过直接光解(无添加氧化剂)和光氧化反应(添加H_2O_2)两种情况进行。结果表明,两种方式进行的水相光化学反应均可能生成一系列的低聚物、羟基化化合物以及其他多官能团含氧产物。在m/z 150～400的区间内,添加H_2O_2的光氧化反应产物的分子式种类(150种)明显多于直接光解的形成产物(60种),但直接光解形成的高分子量产物(如低聚物等)离子丰度明显高于光氧化反应,直接光解的产物中可观察到四聚体化合物的生成;同时,水相光反应的产物在紫外-可见光波段内具有明显的光吸收增强特征。由此推断在大气中,以苯酚为代表的酚类化合物进入大气水相环境(云、雾水和气溶胶液态水)中发生的光化学过程对大气吸光性有机物或气溶胶的形成具有贡献作用。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>矿物粉尘是大气颗粒物的重要组成部分,与心血管和呼吸系统空气污染疾病密切相关。PM2.5及更细的纳米颗粒物(NPs)已成为国际大气污染研究领域的热点和前沿。矿物粉尘导致病变的生化过程均发生在矿物表面或附近,而其中关键因素是矿物晶胞的界面,通过其界面特性、化学性质和成分、带电性、力学性和尺寸大小来对生物系统施加影响[1]。目前国内外对PM2.5以及更细的颗粒物如纳米物质的生物效应、颗粒物-生物体系界面作用特征等的研究较少。本文采用SEM、FTIR和ICP-AES等手段研究 相似文献
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中国矿物岩石地球化学学会第七次全国会员代表大会暨第12届学术年会将于2009年4月20～26日在贵阳召开（详情见：http://www.csmpg.org.cn/cn/index.asp）。会议将设13个分会场。
1）第九届全国同位素地质年代学和同位素地球化学会议分会场。主要讨论国内近4年来同位素地质年代学和同位素地球化学技术、方法和应用方面的最新成果。
2）矿物微区元素和同位素分析及其地球化学应用分会场。主要讨论矿物微区分析技术进步及其引发的岩石学和地球化学研究方面的新进展。
3）地质流体与成岩成矿作用分会场。主要内容包括热液系统和成矿过程中的流体作用,岩浆过程中的流体作用,变质过程中的流体作用,沉积、油气成藏过程中的流体作用,构造运动与流体作用,流体包裹体分析实验新技术、新方法。
4）矿床地球化学分会场。主要内容包括中国主要成矿区带成矿地球动力学和成矿规律,岩石圈伸展与大规模成矿作用,壳幔相互作用及其成矿效应,碰撞造山与成矿,成矿作用地球化学示踪及成矿年代学,成矿过程模拟和实验,重要矿产成矿预测地质地球化学理论和方法,危机矿山及深部找矿,矿产资源综合利用。
5）矿物学发展与新技术应用-新矿物及矿物命名分会场。主要内容包括工艺矿物与岩石,矿物材料（含宝石矿物材料）及其优化处理工艺,矿物物理与结构矿物学的应用与发展,稀有金属和贵金属的赋存状态,环境矿物学与生物矿物学,成因矿物学与找矿矿物学,新矿物研究成果交流,中国新矿物工作存在的问题及补救办法。
6）环境矿物学分会场。主要内容包括地球各层圈相互作用中的矿物反映与变化,矿物记录环境变化、影响环境质量及生态平衡,矿物与微生物交互作用、矿物与人体健康,矿物环境属性的开发与利用,治理环境污染的矿物学新技术、新方法、新设备,固体废弃物资源化新技术与新方法。
7）沉积学分会场。主要内容包括中国沉积学基础研究与发展,中国南方海相碳酸盐岩沉积作用与油气资源,中国西部（特别是青藏高原）含油气盆地分析、战略选区与评价。
8）环境地球化学分会场。主要内容包括地方病与元素的区域地球化学过程,重金属污染的生物地球化学过程及环境效应,有机污染物的生物地球化学过程及环境效应,矿山环境污染与修复,全球变化的地球化学记录,营养元素的生物地球化学循环过程。
9）实验矿物岩石地球化学分会场。主要内容包括高温高压下岩石的相变和流变,矿物-流（熔）体反应和水岩相互作用的化学动力学,岩石部分熔融的实验研究,高温高压下岩石的物性测试,地球化学数值模拟,地球化学分析测试技术研究。
10）地球深部气体地球化学与资源、灾害分会场。主要内容包括深部气体成因类型及其地球化学行为,成矿作用的气体地球化学耦合机制,深层天然气和非生物成因天然气形成机制及其地球化学特征,深部岩浆、构造活动及地震与火山作用的气体地球化学行为。
11）壳幔相互作用与岩浆成矿过程分会场。主要内容包括区域壳幔相互作用事件幕（岩浆活动事件幕）与成矿作用事件幕的时空耦合关系及其产物的时空分布规律;幔源岩浆的底侵作用与深部地壳的部分熔融和多层位岩浆-热流体系统的形成、演化及其对成矿组分富集成矿过程的制约;幔源岩浆的分异演化与壳幔同熔和（多层位）岩浆-热流体系统的形成、演化及其对成矿组分富集成矿过程的制约;区域壳幔相互作用与成矿过程。
12〖DK〗）〖DK〗（微）生物地球化学过程与物质循环分会场。主要内容包括喀斯特生态系统生态过程中的地球化学问题,营养元素的耦合生物地球化学循环过程〖DK〗,〖DK〗（微）生物-岩石-土壤界面相互作用的地球化学,养分和水分生物地球化学循环同位素示踪和创新应用,流域-湖泊（和水库）生物地球化学过程与流域水环境,陆地生态系统演化和功能对大气沉降的响应。
13）大陆岩石圈岩浆作用、火山活动与地幔深部过程分会场。主要内容包括岩石圈转型与克拉通破坏,地幔柱活动与大火成岩省,中新生代岩浆活动与地球动力学背景,新生代火山活动及火山灾害,增生型造山带与壳幔相互作用,幔源捕虏体与地幔交代作用。 相似文献
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矿物细颗粒物和微生物个体都是大气颗粒物(PM)重要组成部分,它们在形态、共生关系和空气动力学行为上均有高关联度.本文对可吸入颗粒物(IP)和可吸入矿物细颗粒(IMG)的颗粒特性、自由基和生物活性、IP和IMG与微生物相互作用效果的研究现状做了阐述,指出大气颗粒物与微生物的相互作用的重要性.提出今后应重点研究可吸入矿物细颗粒物的环境化学与微生物作用行为,研究IMG-微生物体系近尺寸作用体系中的尺寸效应、界膜作用等对矿物颗粒物表面形态、表面电性、表面基团及自由基等的影响,分泌蛋白质与相变、元素变价、溶解(络合)的关系以及由此引起的颗粒物活性和生物毒性的变化等. 相似文献
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对国际地球化学大会Goldschmidt 2011的基本情况、5个大会主题报告和23个分会报告作了较详细介绍与评述。这5个大会主题报告是:地幔中的挥发组分对板内岩浆作用的影响,地球深部挥发组分的循环:从远古到现代,利用地球化学信息研究末次冰川消退及其对河流的影响,外星大气:一个由热到可居住的世界,深海中的微生物群落与甲烷氧化作用。23个分会报告包括:宇宙化学,行星形成;早期地球:从地核到大气;地球深部动力学及其演化;从地幔至地壳:洋脊与板内岩浆活动;大陆壳的形成及演化;循环:俯冲,地幔楔与弧火山作用;地球环境演化;从纳米到大陆尺度界面与界面过程;火山与自然灾害地球化学;地球资源:能源;地球资源:矿;气候变化;大气气溶胶的源、汇及影响;风化、气候、构造与地表过程;海洋大气:过去与现在;人类活动产生的地球化学影响;生物地球化学:从微生物到宏观与循环;分析技术前沿;计算地球化学前沿;矿物学与矿物物理学前沿;水文地球化学与全球水资源可持续发展;一般主题;特别议题。文章重点阐述了国际地球化学目前的研究现状、热点领域、未来发展方向三个方面。对生物地球化学的研究现状与发展趋势作了专题评述。 相似文献
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大气气溶胶密度观测研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
大气气溶胶的气候效应、环境效应、健康效应均与其物理化学性质密切相关,其中,密度是大气气溶胶重要的物理性质之一。密度影响着粒子的输送过程和在人体肺部的沉积过程。密度可以分别将电迁移率粒径和空气动力学粒径,数浓度和质量浓度联系起来。密度的变化可为气溶胶的形成和老化过程提供信息,细粒子分粒径的密度还可为大气过程和化学组分的演化提供参考依据。因此,研究大气气溶胶密度对了解气溶胶化学组分,评估气溶胶形成过程以及探究气溶胶在人体内的沉积效率具有重要的意义。由于国内在该领域研究总体较少,对大气气溶胶密度的定义、研究方法、国内外研究进展以及影响因素和变化特征等进行较为系统的总结,对未来开展大气气溶胶密度的观测和研究十分必要。 相似文献
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矿物颗粒是大气颗粒物的重要组成部分,其物相组成和微观形貌等特征既对人体危害的机理研究具有重要意义,同时蕴藏着颗粒物来源及变化等有用信息。自上个世纪80年代至今,大气颗粒物中矿物颗粒物相组成及微观形貌的研究大致经历了3个阶段,主要体现在研究方法和手段的不断探索与进步,研究对象由总悬浮颗粒向PM2.5甚至更细颗粒物以及由全颗粒分析向单颗粒分析转移,不断重视原生矿物变化及次生矿物生成机理研究。本文提出发生硫化现象的原生矿物及二次成因硫酸盐颗粒是未来研究的重要方向之一。 相似文献
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The minerals of Oldoinyo Lengai natrocarbonatite lavas are unstable under atmospheric conditions. Subsolidus mineral assemblages in natrocarbonatites were studied in 105 samples from contemporary eruptions ranging from present day to about 100 years old. The subsolidus minerals in natrocarbonatites were formed (i) along cracks on the lava surface from hot gases escaping during cooling, (ii) as atmospheric alteration by solution of water-soluble minerals, in particular halides and gregoryite, and by hydration of nyerereite under the influence of meteoric water and (iii) by reaction with fumarole gases. After solidification, the lavas were cut by a network of thin cracks, the edges of which are covered by polymineralic encrustations. Samples collected 2–24 h after eruption contain nahcolite, trona, sylvite, and halite with accessory kalicinite and villiaumite. Atmospheric humidity results immediately (≥ 2 h after eruption) in alteration of black lavas that is marked by the appearance of white powdery thermonatrite with nahcolite on the lava surface. Subsequent reaction (weeks, months, years) of natrocarbonatite with meteoric water and the atmosphere results in the formation of pirssonite, gaylussite, shortite, trona, thermonatrite, nahcolite and calcite. Generally, the first important step is the formation of pirssonite and the end-members are calcite carbonate rocks or loose aggregates. Fumarolic activity is common for the active northern crater of the volcano. Reaction of hot (54–141 °C) fumarolic gases with natrocarbonatite leads to the formation of sulphur, gypsum, calcite, anhydrite, monohydrocalcite, barite and celestine. Changes in mineralogy of the natrocarbonatite lead to substantial chemical transformation. The most obvious chemical changes in this process are the loss of Na, K, Cl and S, combined with an increase in H2O, Ca, Sr, Ba, F and Mn. The oxygen and carbon isotopic composition of altered natrocarbonatites shows a significant shift from the primary “Lengai Box” to high values of δ18O and δ13C. Calcite exhibits δ13C values between − 2‰ and − 4‰ PDB and δ18O values of + 23‰ to + 26‰ SMOW. The observed assemblages of secondary minerals formed by reaction with atmosphere and meteoric water, the changes in chemical composition of the natrocarbonatite and field observations suggest that alteration of natrocarbonatite is an open-system low-temperature process. It takes place at temperatures between 8 and 43 °C with the addition of H2O to the system and the removal of Na, K, Cl and S from the carbonatites. Low-temperature thermodynamic models developed for alkali carbonate systems can be used for the interpretation of Oldoinyo Lengai subsolidus mineralization. 相似文献
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PM2.5是近年来影响我国城市大气环境的首要污染物,其成因机制复杂。本文采用扫描电镜和ICP-MS研究了广州市大气颗粒物PM2.5的显微形貌及其化学组成特征,并应用富集因子法进行源解析。结果表明,PM2.5的颗粒形态以无定形态为主;主要物质表现为含Fe、Mg、Al、K、Na的硅酸盐组合,具有道路扬尘、建筑施工排放等一次粒子特征;单个无定形颗粒物能谱表现出硫酸盐+硝酸盐的组合特征,为汽车尾气所排放的前体污染气体NOx和SO2进入大气环境中,在特定的物理化学条件下通过成核作用发生相态改变所形成的二次粒子。PM2.5中高度富集Cd、Se、Zn、Cu、Pb、As等重金属,异常富集的Br主要为当地普遍使用的阻燃剂十溴联苯醚和拆解电子垃圾所致,稀土元素的浓度在0.022~0.582 ng/m3之间,具有重稀土元素富集的特征。这些特征反映出广州市PM2.5颗粒物的组成既有一次粒子,也有二次粒子,物质来源具有多重性。 相似文献
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为掌握太原市冬季灰霾发生期间黑碳气溶胶形貌特征和化学成分变化特点,分别于2011-12-30 T 08:00至2012-01-01 T 04:00和2018-11-25 T 08:00至2018-11-27 T 04:00灰霾发生期间在山西大学环境与资源学院楼顶使用MAY七级冲击式颗粒采样器每隔4 h采集空气动力学直径分别为0.25~0.5μm、0.5~1.0μm以及1~2μm的大气单颗粒分析样品,运用带超薄窗口能谱仪的扫描电镜(JEOL JSM-6390)测定了样品中4330个颗粒的二次电子像及X射线能谱,通过基于蒙特卡罗模拟程序的定量电子探针微区分析技术对每个颗粒的元素原子浓度进行了计算,并对颗粒进行了分类与计数。共检测到6类颗粒,分别是矿物尘、碳质颗粒、钠盐颗粒、二次颗粒、富铁颗粒和其他,其中黑碳气溶胶数量相对丰度在2011和2018年样品中平均为26.8%和34.2%。按照伸长率(E)、纵横比(R)、是否与其他物质结合等将其分为伸展型、支链型、嵌入或粘附型和团聚型4种,反映了黑碳颗粒不同的老化过程。2011年样品中团聚型和支链型数量较多,而2018年样品中伸展型和嵌入型多于团聚型和支链型,提示2011年黑碳气溶胶老化程度大于2018年,与灰霾严重程度相一致。本研究表明,与2011年相比,太原市2018年冬季灰霾污染特征和燃料结构可能发生了较大改变。 相似文献
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棕色碳是一类重要的吸光性有机气溶胶,对全球辐射强迫有重要贡献。其化学成分和形成机制是地球科学研究的前沿和难点。模拟实验结果表明,羰基化合物和还原性氮的液相反应产物在近紫外波段具有较强的吸光性,且化学成分复杂,难以分离和鉴定。本研究回顾了基于实验室羰基化合物和还原性氮的反应速率、反应机制,以及反应产物中吸光组分的化学成分和光学性质;总结了反应条件(反应物种类、浓度、溶液酸度、温度和相对湿度)对反应速率和吸光组分形成的影响;并指出了外场观测和模型研究对这一贡献认识的不足。 相似文献
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M.G. Vivanco M. Santiago M. Sánchez M.A. Clavero E. Borrás M. Ródenas F. Alacreu M. Vázquez E. Clemente R. Porras A. Muñoz A. Stein 《Atmósfera》2013,26(1):59-73
Secondary organic aerosols (SOA) constitute a significant fraction of the atmospheric particulate matter. Theses particles are formed as a consequence of the oxidation reaction of certain organic gases that leads to the formation of low-volatility compounds. As for other pollutants, air quality models allow the simulation of particle levels and thus models constitute a powerful tool in air quality management. Nevertheless, the accepted use of models must be based on the validation of its capacity to reproduce observed concentrations. Air monitoring sites provide measured information of a large variety of ambient pollutants. Unfortunately, measurements on SOA are not normally available, as current monitoring networks do not include instrumentation to distinguish primary from secondary sources of organic carbonaceous aerosol. This paper presents a set of photooxidation experiments performed in the European Photorreactor (EUPHORE) smog chamber (CEAM, Spain) under different experimental conditions to investigate SOA formation. The use of chambers allows the isolation of atmospheric chemistry and aerosol formation processes. Thus, although these measurements were obtained at initial precursor concentrations higher than those in atmospheric conditions, they constitute a valuable set of information for SOA model evaluation purposes. 相似文献
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《Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy》2000,25(12):797-803
Turbulent transport of aerosols and droplets in a random velocity field with a finite correlation time is studied. We derived a mean-field equation and an equation for the second moment for a number density of aerosols. The finite correlation time of random velocity field results in the appearance of the high-order spatial derivatives in these equations. The finite correlation time and compressibility of the velocity field can cause a depletion of turbulent diffusion and a modification of an effective mean drift velocity. The coefficient of turbulent diffusion in the vertical direction can be depleted by 25 % due to the finite correlation time of a turbulent velocity field. The latter result is in compliance with the known anisotropy of the coefficient of turbulent diffusion in the atmosphere. The effective mean drift velocity is caused by a compressibility of particles velocity field and results in formation of large-scale inhomogeneities in spatial distribution of aerosols in the vicinity of the atmospheric temperature inversion. Results obtained by Saffman (1960) for the effect of molecular diffusivity in turbulent diffusion are generalized for the case of compressible and anisotropic random velocity field. A mechanism of formation of small-scale inhomogeneities in particles spatial distribution is also discussed. This mechanism is associated with an excitation of a small-scale instability of the second moment of number density of particles. The obtained results are important in the analysis of various atmospheric phenomena, e.g., atmospheric aerosols, droplets and smog formation. 相似文献