珠三角地区气溶胶光学性质及黑碳混合状态的光学闭合实验

来源 :第十二届全国气溶胶会议暨第十三届海峡两岸气溶胶技术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:king4978
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  目前对于全球气候辐射强迫评估模式最大的不确定性主要来自气溶胶,而其中光吸收型黑碳产生正的辐射强迫,是影响辐射平衡最重要的气溶胶之一.为了研究珠三角地区气溶胶光学性质和黑碳混合状态变化规律,本文基于广州番禺大气成分站2014年2月~3月观测得到的气溶胶光学性质、黑碳质量浓度和粒子数谱分布数据,在"二组分"光学平衡气溶胶模型和"修正的积分MIE模型"的基础上,分析了黑碳的不同混合状态对光学性质的影响,利用干状态下气溶胶光学性质的闭合实验研究了广州番禺地区气溶胶中黑碳的混合状态.使用吸湿性双电迁移性分析仪(Hygroscopic Tandem Differential Mobility Analyzer,H-TDMA)测量得到的吸湿增长因子,结合干状态下气溶胶的粒子谱分布,计算得到吸湿后的粒子谱分布,在"三组分"光学平衡的基础上,利用Mie模式计算吸湿后的气溶胶光学性质参数,通过与干状态下计算的光学性质对比,进而分析相对湿度对气溶胶光学性质的影响.结果表明:(1)气溶胶平均散射系数为149.33±89.73 Mm-1 (550nm)后向散射系数为19.05±11.35Mm-1(550nm),利用黑碳质量浓度计算得到的吸收系数为45.67±30.39Mm-1 (550nm),单散射反照率SSA为0.80±0.06 (550nm).珠江三角洲地区平均的气溶胶消光、散射、吸收系数等处于较高水平,静小风时值最大.(2)对比污染天气和清洁天气发现:气溶胶光学性质与数谱分布、天气条件以及混合层的发展有关.(3)在气溶胶组分混合状态模型中,考虑非吸收型物质单独存在的情况对光学性质模拟的影响不大.(4)由气溶胶理化性质通过MIE模式计算得到的散射系数与后向散射系数同浊度计直接测量得到的值进行对比后发现两者具有较高相关性,满足闭合条件.(5)采用处于"外混"态和"核壳"态之间的后向散射比(HBF)反演了黑碳的混合状态rext BC(外混的黑碳质量占总黑碳质量的比值),与前人夏季结果对比发现,冬季(观测期间)黑碳混合状态r日变化较小,平均值为0.58±0.12,且高峰和低谷的出现时间与夏季相比也略有不同.(6)在BC的三种混合状态的情况下分别模拟的六种光学性质吸湿增强因子(f(RH)),其中以散射吸湿增强因子fsp(RH=90%)值最大,平均值超过了3,而最小的是吸收吸湿增强因子fbsp(RH=90%),接近于1,这说明气溶胶粒子的吸湿性对光学性质影响最大的是散射,最小的是吸收.
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