【摘 要】
:
吸光性碳气溶胶是大气中主要的颗粒态吸光物质,显著影响地球气候系统的能量辐射平衡。近年来,我国西部城市一直遭受着碳气溶胶的污染。本论文以西安大气吸光性碳气溶胶为研究对象,于2018年开展了为期一年的PM2.5滤膜采样工作,基于二元模型获得黑碳(black carbon,BC)和棕碳(brown carbon,Br C)的吸光系数,探讨其季节变化特征及影响因素;利用受体模型解析了碳气溶胶吸光系数的来源
【机 构】
:
中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所)
【出 处】
:
中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所)
【基金项目】
:
陕西省重点研发计划(2018-ZDXM3-01);
论文部分内容阅读
吸光性碳气溶胶是大气中主要的颗粒态吸光物质,显著影响地球气候系统的能量辐射平衡。近年来,我国西部城市一直遭受着碳气溶胶的污染。本论文以西安大气吸光性碳气溶胶为研究对象,于2018年开展了为期一年的PM2.5滤膜采样工作,基于二元模型获得黑碳(black carbon,BC)和棕碳(brown carbon,Br C)的吸光系数,探讨其季节变化特征及影响因素;利用受体模型解析了碳气溶胶吸光系数的来源;基于化学组分、气象数据等分析了大气污染事件的成因以及碳气溶胶光吸收的影响因素和来源,为相关部门碳减排提供了科学依据和有效的数据支撑。取得的主要结论如下:(1)碳气溶胶总吸光系数(absorption coefficient,Abs)随着波长(405 nm、445 nm、635 nm、780 nm、808 nm和980 nm)的增加逐渐降低。Abs405/Abs980的平均值为6.0,说明在短波长处除BC外还存在其他物质吸光。同时,Abs呈现明显的季节变化特征,最高值出现在春季,其次是冬季和秋季。Br C和BC在405 nm处的光吸收强度(分别为Abs Br C,405和Abs BC,405)年均值分别为24.5±28.5Mm-1和19.5±22.9 Mm-1,对总吸光系数的贡献分别为56.3%和43.7%,表明Br C在短波长具有很强的吸光性。从不同季节来看,秋冬季Abs BC明显高于春夏季,说明BC对秋冬季节的吸光性影响较大,可能与生物质燃烧和燃煤活动增多有关。夏季Abs BC最低与排放源强度、混合层高度高以及频繁的降雨有关。Abs Br C在夏季和秋季较低,而春季和冬季较高。(2)Abs与波长呈幂指数关系(R~2=0.95~0.97),在短波的Abs明显高于其他波段。碳气溶胶的光吸收埃指数(absorption(?)ngstr(?)m exponent,AAE)不同季节均明显高于1.0,说明全年都存在Br C的影响。Br C的AAE(AAEBr C)在春季(3.5)、夏季(3.4)和秋季(3.4)比较接近,冬季的AAEBr C(3.0)比其他季节低约12.4%,说明冬季Br C的化学组分与其他季节差异性更大,可能与冬季污染源更复杂有关。BC的质量吸收截面(MACBC)随着波长的增加整体呈下降趋势。秋冬季的MACBC整体高于春夏季;春季MACBr C(4.1±14.61 m~2/g)高于夏、秋、冬季,与不同成分的Br C吸光能力不同有关。(3)基于PMF受体模型,Abs的来源主要包括燃煤源、生物质燃烧源、交通源和矿物扬尘源。生物质燃烧源和交通源是春季Abs405的主要贡献者,分别为37.7%和38.1%。交通源和燃煤源在秋冬季占主导地位,大约占Abs405的77%。交通源对四季不同波长的Abs影响最大,尤其是夏季(51.3%)和秋季(48.9%)。矿物扬尘源对Abs405的贡献较小,占Abs的1~11%。影响BC吸光性的源为交通源、燃煤源、生物质燃烧源和矿物扬尘源;影响Br C吸光性的源为交通源、燃煤源、生物质燃烧源、矿物扬尘源和二次源。四个季节中,BC的吸光性主要受交通源控制,Br C的吸光性在春季和冬季主要受交通源控制,而夏季由燃煤控制,秋季受机动车和生物质燃烧的共同控制。各源的MACBC均大于MACBr C,说明不同源BC的吸光能力明显高于Br C的吸光能力。对比相同源对BC和Br C吸光系数的贡献可知,交通源对BC的吸光性影响较大,而生物质燃烧和燃煤对Br C的吸光性影响更大。(4)不同季节的碳气溶胶及其来源的光吸收系数随AQI指数的变化趋势基本一致。通过秋冬季节大气污染事件(AQI≥100)的分析发现,事件1、事件2、事件3和事件6中交通源对BC的吸光贡献最大,而事件4中生物质燃烧源对BC吸光贡献最大;与之相比,事件1、事件2、事件3和事件4中交通源对Br C的吸光贡献最大,而事件6中生物质燃烧源对Br C的吸光贡献最大。不同污染事件中碳气溶胶吸光系数与相对湿度和氧化剂呈现不同的相关性,说明液相化学和光化学反应在污染事件中影响不同。
其他文献
深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)已经在神经性运动障碍如帕金森病中取得良好疗效,并在其他脑神经系统疾病的治疗中展现光明前景。DBS通常采用高频脉冲刺激(high frequency stimulation,HFS),刺激模式较为单一,其时间模式和刺激波形具有很大的设计空间,亟待进一步开发以提高DBS疗效并拓展其应用。而且,HFS的作用机制仍不明确,限制了DBS快速发
哺乳动物具有灵敏的味觉感受系统,能够特异性识别和检测各种味觉物质。味觉受体作为味觉感受器通常在口腔的味蕾中表达,因此能够识别酸、甜、苦、咸和鲜等五种味道。近年来,味觉受体在非味觉组织中的分布和生理功能研究取得了重大进展,在呼吸道、消化道、心脏、大脑等组织都有表达,其作用也不仅仅局限于感知味道,研究显示味觉受体可能成为疾病治疗的新靶点。本论文将表达味觉受体的组织或细胞作为敏感元件,利用微纳传感器作为
人体生物电信号(心电、脑电、眼电等)的采集广泛应用于医院监测、家庭监护等过程中,为评价心脏、脑、睡眠等功能提供重要依据。生物电信号通常采用一次性湿电极采集,然而一次性湿电极存在皮肤过敏、粘贴不方便、不可重复使用、耗材消耗量大、连续使用时间有限等缺点,航天等特因环境下需要重复使用、低侵扰的电极。近年来,各种织物干电极被用来实现穿戴式心电检测,使用该类电极时不需要涂抹导电膏,体验舒适、可穿戴,可洗、可
在临床上,预后通常指基于患者本身的临床或非临床特征对其在未来某段时间内某结局发生的概率进行估算。准确的预后可以帮助医生了解患者的病情发展趋势和后果,辅助医生做出更好的决策,具有重要意义。预后研究包含四个主题:总体预后研究、预后因素研究、预后模型研究和干预效果研究。近年来,电子病历数据的大量积累和机器学习的快速发展为预后研究带来了新的方法,尤其是对于预后模型和干预效果研究。本论文主要对基于电子病历的
语言理解是高度复杂的信息加工问题,涉及对语言物理载体的感知、词汇加工以及句法、语义加工等多个加工阶段;本论文聚焦于语言理解的感知编码阶段。语言的感知编码机制与语言物理载体的性质密切相关:语音感知需要大脑实时编码转瞬即逝的语音听觉特征;而阅读过程中大脑可以通过调节眼动,较为灵活地分配注视时间和顺序。本论文在高生态效度的语篇理解场景下,分别利用脑电和眼动实验研究语音感知和阅读过程,构建了能够解释语音脑
全球气温持续升高引起极端气候事件频发,影响着人类活动以及各个产业的发展。我国包含四个干湿区,降水等值线很好的区分了不同区域的气候特征。为了更准确的应对未来不同区域可能的极端气候事件,了解不同降水量等值线上过去的气候变化特征、驱动机制以及预测未来气候变化变得十分重要。树轮宽度为历史气候变化研究以及气候重建中应用最为广泛的指标之一,树轮密度则可以弥补树轮宽度指标对古气候重建的一些不足,更全面的指示过去
全球不同地质载体如黄土、石笋、冰芯、湖泊和深海沉积等,揭示更新世气候呈显著的轨道-亚轨道尺度波动,但变化的周期和幅度却有较大差异,其原因有待深入研究。位于亚洲季风区关键地带的渭河盆地堆积了深厚的新生代河湖相沉积,是研究轨道-亚轨道尺度气候变化的良好载体。本文以盆地内西安凹陷户县正庄村获取的风尘-湖相沉积岩心为研究对象,开展粒度和磁化率分析,结合岩性和测井参数变化,重建了渭河盆地1.8 Ma以来的气
随着深度学习技术的发展和大规模目标检测数据集的出现,目标检测算法在性能上取得了显著的进步。然而,在大规模数据集上进行精确标注是一项经济成本和时间成本都很高的工作,每个不同的应用场景都需要标注特定的数据集,这导致了不同应用场景下的目标检测算法之间存在着较高的数据壁垒,繁重的数据标注工作已经逐渐成为了目标检测技术进一步发展的瓶颈。因此,对数据标注依赖更小的弱监督目标检测算法成为了学术界的一个重点研究方
自然及人为产生的物质在平流层对流层交换(Stratosphere-troposphere exchange,STE)过程中能实现跨越对流层顶传输,影响大气化学性质、破坏大气动力及辐射平衡,可形成全球化污染,并影响全球气候。示踪这些大气垂直运动过程,并揭示其带来的环境效应,不仅是地球环境科学研究领域的前沿之一,也是我国制定大气治理政策与建立大气质量改善手段的重要依据。目前对于STE过程的观测方式主要
东亚夏季风(East Asian Summer Monsoon)作为全球季风系统的重要组成部分在全球水文和能量循环中发挥着重要作用。全新世(Holocene)是距离我们最近的一个温暖时期,也是影响人类文明和社会发展的重要时期。研究全新世东亚季风的演变历史不仅有助于我们认识过去气候环境变化的规律及机制,而且可为未来全球增温背景下的季风演化趋势预估提供重要的自然参照。然而,目前全新世东亚夏季风气候演变