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中國(guó)東部地區(qū)吸光性碳質(zhì)氣溶膠的光學(xué)性質(zhì)、混合狀態(tài)及其來源研究

發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 14:58
  吸光性碳質(zhì)氣溶膠(黑碳、棕碳)作為大氣氣溶膠的重要組分,對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收與散射會(huì)直接影響地-氣系統(tǒng)能量平衡,并可能加劇城市極端灰霾污染。其中,黑碳的光吸收特性會(huì)受其混合態(tài)與粒徑的影響,而棕碳對(duì)光吸收貢獻(xiàn)的長(zhǎng)期定量也存在困難。我國(guó)東部地區(qū)作為污染最為嚴(yán)重的地區(qū)之一,區(qū)域性和復(fù)合型的污染特征使得該地區(qū)氣溶膠光吸收特性復(fù)雜,而目前對(duì)該地區(qū)黑碳混合態(tài)變化特征的研究仍十分稀少,棕碳光吸收強(qiáng)度的長(zhǎng)期變化也鮮有報(bào)道。本研究基于此背景,首先開展了氣溶膠長(zhǎng)期觀測(cè)以了解我國(guó)東部典型地區(qū)的氣溶膠光學(xué)性質(zhì);利用單顆粒黑碳測(cè)量結(jié)合光學(xué)算法研究了復(fù)合污染地區(qū)黑碳混合態(tài)與粒徑分布特征,并探討黑碳混合態(tài)對(duì)其光吸收性質(zhì)的影響;最后,基于各季節(jié)黑碳混合態(tài)與粒徑分布信息,對(duì)棕碳?xì)馊苣z吸光性質(zhì)的分離方法進(jìn)行優(yōu)化,使其能夠有效應(yīng)用于長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果分析與回溯,并闡述了長(zhǎng)三角地區(qū)棕碳吸光貢獻(xiàn)的長(zhǎng)期變化特征及不同季節(jié)高棕碳的潛在來源。結(jié)果表明,東部地區(qū)氣溶膠散射性較強(qiáng),季節(jié)差異顯著。鶴咀(HT)觀測(cè)站點(diǎn)與南京大學(xué)地球系統(tǒng)區(qū)域過程綜合觀測(cè)試驗(yàn)基地(SORPES)的氣溶膠光吸收性質(zhì)存在一定差異,SORPES站點(diǎn)氣溶膠光吸收的波長(zhǎng)依賴性指數(shù)... 

【文章來源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:博士

【部分圖文】:

中國(guó)東部地區(qū)吸光性碳質(zhì)氣溶膠的光學(xué)性質(zhì)、混合狀態(tài)及其來源研究


圖1-1我國(guó)與歐洲PMl5年均濃度

氣溶膠光學(xué)厚度,季節(jié),衛(wèi)星


|1|?豸??1?。?JJJ?YRD?PRD?OTH?ALL??圖1-1我國(guó)與歐洲PMl5年均濃度。灰色線顯示大中型城市PM2.5濃度均值,紅色、橘??色、綠色虛線表示我國(guó)、歐洲空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和世界衛(wèi)生組織指導(dǎo)值(Wangetal.,2017d)。??圖1-2為我國(guó)季節(jié)平均氣溶膠光學(xué)厚度(Aerosol?Optical?Depth,?AOD)分布??圖,能夠看到我國(guó)東部地區(qū)氣溶膠消光強(qiáng)度顯著高于我國(guó)其它地區(qū)。??(a)?DJF?(b)?MAM??Si:翻??60E?90E?120E?150E?60E?90E?120E?150E??(c)?JJA?(d)?SON??id??60E?90E?120E?150E?60E?90E?120E?150E??:mz?iahi?i?廠―—??0?02?04?06?08?1??圖1-2?2001-2010年我國(guó)MODIS衛(wèi)星季節(jié)平均氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)分布(Liao?etal.,??2014)??圖1-3顯示了我國(guó)各地區(qū)PM2.5的組分構(gòu)成,從中可以看到地區(qū)間PM2.5化學(xué)??4??

占比,組分,氣溶膠,光學(xué)性質(zhì)


等)占比均呈現(xiàn)顯著差異。這種地區(qū)差異反映了不同區(qū)域污染物的構(gòu)成與分布受到??排放源、人類活動(dòng)、氣象條件等多方面因素影響,而氣溶膠組分的不同也會(huì)顯著影??響區(qū)域氣溶膠混合狀態(tài)與光學(xué)性質(zhì)。圖1-4整理了我國(guó)各地區(qū)氣溶膠單次散射反??照率(single?scattering?albedo,?SSA)的地面觀測(cè)數(shù)值(Ho?et?al.,?2007;He?et?al.,??2009;Yan?et?al.,?2008;Qiu?and?Yang,?2008;Cheng?et?al.,?2008;Andreae?et?al.,?2008;Liao??et?al.,2014;Qiu?et?a丨.,2004;Shen?et?al.,?2018;Wang?et?al.,2017a),從中能夠發(fā)現(xiàn)地區(qū)??間的光學(xué)性質(zhì)同樣存在較大差異。綜上所述,我國(guó)東部地區(qū)PM2.5污染問題嚴(yán)重,??且地區(qū)間吸光性氣溶膠占比與氣溶膠光學(xué)性質(zhì)差異明顯,因此,在東部地區(qū)開展氣??溶膠相關(guān)研究十分必要。??L'rumqi?Xi'an?Vinchuan?Baotou?Taivuan?Shijiazhuang?Beijing?Harbin?Tianjin??r-'w:??3%?15%?7,0?4%?2()%?5-°°?22%?5*?5%?24%?1%2%??Chengdu?Jinan???丨觀,?C?/?S/r?Zhengzhou??-?I.?r?.?S-::辦’-義


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