北京上甸子秋冬季大气气溶胶的散射特征

分析了北京上甸子秋冬季气溶胶散射系数的变化特征、散射系数与PM2.5质量浓度的关系, 结合气象资料分析了风场对气溶胶散射系数变化的影响。通过研究得出, 上甸子秋冬季气溶胶散射系数平均值和标准差分别为179.7 Mm-1和253.2 Mm-1；阴天条件下的散射系数明显高于晴天；散射系数与PM2.5质量浓度之间有较好的相关性, 其相关系数为0.93；此外, 由于上甸子特殊的地理位置, 风场对气溶胶散射系数的影响显著, 不同风向条件下气溶胶散射系数差别很大。     

北京市区大气气溶胶散射系数亲水增长的观测研究

利用自制的"进样气流湿度调节"装置,2005年12月7-22日在中国气象局科技大楼测点(记为CAMS)对北京市区冬季气溶胶散射系数随湿度的变化关系进行了观测试验,结果显示,观测期间北京市区气溶胶散射系数亲水增长因子f(U)(定义为一定湿度下的气溶胶散射系数与"干"气溶胶散射系数的比值)在湿度从低到高的变化过程中,主要表现出"平滑连续"的增长特点.总体上,当相对湿度(U)从小于40%增大到93%左右时,平均气溶胶散射系数亲水增长因子可达2.10,而平均散射系数亲水增长因子f(U=80%±1%)为1.26±0.15.按照污染情况把观测期间划分为"相对污染"时段和"清洁"时段,则在"相对污染"情况时,北京市区CAMS测点的气溶胶散射系数增长因子f(U=80%)大约为1.48,而在"清洁"时段约为1.2.与国外有关观测相比,北京冬季"清洁"时段气溶胶的散射系数亲水增长因子f(U=80%)在数值上与生物质燃烧型和扬尘类型气溶胶的亲水增长相似.反映了在不同天气背景下北京市区的气溶胶类型有不同的特点.     

上甸子本底站气溶胶散射系数变化特征的初步分析

根据上甸子大气成分本底站从2004～2006年的连续观测数据,分析了区域大气粒子光散射系数的变化特点,以了解本底地区大气气溶胶粒子的基本特征.卜甸子地区3年数据比较表明,散射系数平均水平较低,但在2006年有所升高,主要表现在受春季沙尘天气的影响,污染次数增多.其次,散射系数日变化规律表现为白大低夜间高,午后出现最低值,此变化与大气层结的日变化趋势一致.从季节变化看,冬季和春季的散射系数相对较低,而夏季和秋季的值较高,这与气象条件及内外源的影响都有关系.天气对粒子变化的影响表现为,晴天无云时的大气状况有利于污染物的重直输送,散射系数远远低于阴天时的数值.另一方面,风向对本底站粒子浓度影响也较明显.来自东北东方向的空气较干净,散射系数值通常较低,而西南西风向通常会引起散射系数值的增大,说明位于西南方向上的北京等城镇的污染输送对上甸子本底站的大气状况有一定影响.最后,通过拟和散射系数小时平均值出现频率曲线,对上甸子地区本底浓度值作了初步估算,其范围在10~20 Mm~(-1).     

杭州市区大气气溶胶散射特性观测分析

利用2011年杭州国家基准气候观测站浊度仪和常规气象观测资料,研究了杭州市区城市工作和生活环境中气溶胶散射系数的变化特征。结果表明,2011年杭州大气气溶胶散射系数平均值为396.8±191.3 Mm-1。秋、冬季散射系数高于春、夏季。大气环流形势、气象条件变化以及内外源的影响是造成散射系数季节性差异的重要因素。在边界层演变、交通排放和人为活动的共同作用下,散射系数呈单峰型的日变化特征,峰值出现在08:00(北京时,下同),谷值在14:00。工作日散射系数显著高于周末。拟合散射系数逐时频率分布表明,杭州最具代表性大气状态下大气气溶胶散射系数为238.9Mm-1。散射系数随着霾等级的增加而升高,霾期间散射系数的升高可能是造成能见度下降的直接原因。由于观测站特殊的地理位置,导致散射系数在不同风向区间差别不大,但是地面风对气溶胶散射系数具有明显的扩散和输送作用。     

华东地区气溶胶分布和变化特征研究

利用中分辨率光谱仪(MODIS)获得的气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比例(FMF)和臭氧检测仪(OMI)获得的气溶胶指数(AI)统计分析了2005—2014年我国华东地区气溶胶光学性质的时空分布特征,同时利用潜在源分析(PSCF)模型对我国华东地区AOD和AI的潜在源区进行分析。研究结果表明:华东地区的AOD、FMF和AI时空分布存在较大的差异,2005—2014年AOD和AI的平均值高值主要分布在华东地区北部,FMF的高值区则分布在华东南部地区;10 a间华东地区AOD呈现出先升高后降低的趋势,FMF波动幅度不明显,AI值有所上升;整个华东地区AOD的季节变化较为明显,春夏两季AOD明显高于秋冬两季。华东北部和中部地区夏季由于较高的相对湿度,AOD最大可达0.8以上。而在华东南部地区,夏季受到降水的影响,AOD维持在0.2~0.4之间。FMF季节变化趋势与AOD不同,夏季最大达到0.58,春季最小仅为0.26。AI平均值在冬季最大高达0.63,夏季最小,为0.27。PSCF分析显示华东地区AOD主要源区以局地排放为主,同时也存在由河南、湖北和湖南等周边省市近距离输送影响;AI以局地和北方远距离输送为主,同时也受到河南、湖北等周边省市近距离输送的影响。     

太原冬季大气气溶胶的散射特征

利用积分浊度仪于2005年12月17日-2006年2月14日对太原市区气溶胶散射特性进行了观测分析。结果表明：观测期间气溶胶散射系数小时平均值为（850.2±611.3) Mm-1,散射系数在200～300 Mm-1之间出现的频率最高。太原冬季大气气溶胶散射系数的日变化呈双峰型,散射系数与PM2.5小时平均浓度的线性相关性较好（R2 = 0.82),表明细粒子对散射系数有很大的贡献。观测结果显示气象条件是影响气溶胶散射特性的重要因素之一。     

兰州市大气气溶胶的特征及其对呼吸道疾病的影响

根据2000年6月至2001年5月兰州市大气气溶胶的监测资料,分析了兰州市大气气溶胶的浓度、尺度谱分布及其年、月、日变化规律,进而探讨了大气气溶胶对人体舒适度的影响,分析了大气气溶胶浓度与呼吸道疾病发病人数之间的关系。结果表明:PM10月均浓度与同期呼吸道疾病月发病人数的变化趋势基本一致,两者呈显著性正相关;当PM10日均浓度明显升高后1～2 d,呼吸道疾病发病人数也随之增多。     

塔克拉玛干沙漠腹地气溶胶不同波段散射系数比较

利用2010年塔克拉玛干沙漠腹地塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站(下文简称"塔中")多波段(450、525、635 nm)积分浊度计和PM_(10)自动监测仪观测资料,并结合塔中地面气象观测资料,分析了沙漠腹地不同波段气溶胶散射系数的变化特征。分析结果显示:(1)塔中气溶胶对635 nm太阳辐射的散射作用最大,其次是525 nm,最小为450 nm。三波段(450、525、635 nm)散射系数平均值分别为:288.0、318.4、443.8 Mm~(-1)。(2)三波段散射系数日变化与PM_(10)质量浓度一致,都呈单峰变化:夜间高、白天低。在日变化中,散射系数始终保持635 nm最大,525 nm次之,450 nm最小。(3)三波段散射系数年变化基本一致,都与PM_(10)变化接近。1—5月中,除3月散射系数是450 nm最大外,另外4个月均是635 nm最大,450 nm次之,525 nm最小。6—12月散射系数都是635 nm最大,525 nm次之,450 nm最小。(4)三波段散射系数均是沙尘暴下最大,扬沙次之,浮尘最小。不同沙尘天气下,塔中气溶胶对635 nm散射作用都是最明显的,对450 nm和525nm散射作用不同:沙尘暴时,对525 nm的散射强于450 nm,在扬沙和浮尘时,对450 nm的散射强于525 nm,尤其在浮尘时。(5)三波段散射系数与PM_(10)质量浓度都呈显著正相关,PM_(10)质量浓度与525 nm散射系数相关程度最大,450 nm次之,635 nm最小。但是季节内相关程度略有差异:春、冬季PM_(10)浓度与450 nm散射系数相关程度最大,525 nm次之,635 nm最小。夏、秋季则是525nm最大。     

南京冬季大气气溶胶的物理特征

根据１９９３年１１月１５日－１２月－１０日南京北部的大气气溶胶粒子的连续观测资料，分析了大气气溶胶粒子的浓度，日变化，日际变化，谱分布以及降水对大气气溶胶粒子的湿沉降清除。     

大气气溶胶变化对农业影响的研究进展

随着工业化和城市化的迅速发展,大气气溶胶含量和种类明显增加,它们通过直接吸收和反射太阳辐射以及改变其它辐射强迫因子(云、臭氧)的大小间接影响地气系统的能量收支,从而影响气候。气溶胶变化对气候的影响已有较多的研究,而对植被(农业)的影响是一个相对较新的研究领域,文章简要概述了大气气溶胶辐射强迫效应和大气气溶胶对农业的影响研究现状及国内外主要研究成果,并对气溶胶监测方法及模式评估方面可能存在的问题作了简单的分析。     

Scattering Properties of Atmospheric Aerosols over Lanzhou City and Applications Using an Integrating Nephelometer

The data, measured by a three-wavelength Integrating Nephelometer over Lanzhou City during the winters of 2001/2002 and 2002/2003 respectively, have been analyzed for investigating the scattering properties of atmospheric aerosols and exploring their relationship and the status of air pollution. The aerosol particle volume distribution is inverted with the measured spectral scattering coefficients. The results show that the daily variation of the aerosol scattering coefficients is in a tri-peak shape. The average ratio of backscattering coefficient to total scattering coefficient at 550 nm is 0.158; there exists an excellent correlation between the scattering coefficients and the concentration of PM10. The average ratio of the concentration of PM10 to the scattering coefficients is 0.37 g m-2, which is contingent on the optical parameters of aerosol particles such as the size distribution, etc.; an algorithm is developed for inverting the volume distribution of aerosol particles by using the histogram and Monte-Carlo techniques, and the test results show that the inversion is reasonable.     

Scattering Properties of Atmospheric Aerosols over Lanzhou City and Applications Using an Integrating Nephelometer

The data, measured by a three-wavelength Integrating Nephelometer over Lanzhou City during the winters of 2001/2002 and 2002/2003 respectively, have been analyzed for investigating the scattering properties of atmospheric aerosols and exploring their relationship and the status of air pollution. The aerosol particle volume distribution is inverted with the measured spectral scattering coefficients. The results show that the daily variation of the aerosol scattering coefficients is in a tri-peak shape. The average ratio of backscattering coefficient to total scattering coefficient at 550 nm is 0.158; there exists an excellent correlation between the scattering coefficients and the concentration of PM10. The average ratio of the concentration of PM10 to the scattering coefficients is 0.37g m^-2, which is contingent on the optical parameters of aerosol particles such as the size distribution, etc.; an algorithm is developed for inverting the volume distribution of aerosol particles by using the histogram and Monte-Carlo techniques, and the test results show that the inversion is reasonable.     

银川市大气颗粒物物理化学特征研究Ⅰ:大气颗粒物浓度特征

根据大量的大气环境监测资料,系统分析了银川市市区、郊区以及市中各功能区(居民区、商业区、文教区、工业区、交通区、娱乐区)大气颗粒物的TSP(TotalSuspendedParticles)、PM10(粒径小于等于10μm的粒子)和PM2.5(粒径小于等于2.5μm的粒子)质量浓度的季节分布、日变化以及随高度的分布特征。结果表明:银川市背景大气TSP平均值为0.126～0.248mg·m-3,低于国家三级污染标准;银川市区TSP日平均浓度的年平均值为0.47～0.78mg·m-3,超过国家二级标准0.57～1.6倍,超标率高达61.3%～92.5%,日均最大值超标7.9倍;春夏秋冬4季中,以冬春两季日平均浓度最高,其原因是燃煤取暖和沙尘暴多发。各功能区中商业区、交通区、居民区的TSP较高,这显然与人为活动、机动车辆排放密切相关,TSP日变化均呈现出与人为活动相一致的规律性;TSP的空间分布表明城市高于郊区,规模大、人口密度高、商业网点密集的城区TSP较高。各粒径粒子的质量浓度随高度递减,PM10占TSP的比例却随高度增加,说明PM10随高度增加。地面呼吸带高度上PM10和PM2.5均较高,可能与低空排放源有关。春季风沙期是大气污染最为严重的季节。     

南京北郊2007年10～12月大气气溶胶吸收和散射特性的观测

通过对南京北郊2007年10～12月大气气溶胶吸收和散射系数的连续观测,分析了该地区大气气溶胶吸收和散射特性在不同天气状况下的演变规律.结果发现:霾日状况下大气气溶胶吸收和散射系数日变化剧烈,非霾日次之,雾日变化较稳定;在00时(北京时间,下同)至08时霾日气溶胶吸收和散射系数与雾日相差不大,而在08时至24时则雾日明显大于霾日;非霾日气溶胶吸收和散射系数最小;降水使得大气气溶胶吸收和散射系数明显降低.     

南京北郊2011年春季气溶胶粒子的散射特征

利用南京北郊2011年春季积分浊度仪的观测资料,结合PM_2.5质量浓度、能见度和常规气象资料,分析了南京北郊春季气溶胶散射系数的变化特征、散射系数与PM_2.5质量浓度和能见度的关系。结果表明,观测期间气溶胶散射系数平均值为311.5±173.3 Mm^-1,小时平均值出现频率最高的区间为100~200 Mm^-1;散射系数的日变化特征明显,总体为早晚大,中午及午后小。散射系数与PM_2.5质量浓度的变化趋势基本一致,但与能见度呈负相关关系。霾天气期间散射系数日平均值为700.5±341.4 Mm^-1,最高值达到近1 900 Mm^-1;结合地面观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和后向轨迹模式分析显示,霾期间气块主要来自南京南部和东南方向。     

Optical Properties and Source Analysis of Aerosols over a Desert Area in Dunhuang,Northwest China

Aerosol observational data for 2012 obtained from Dunhuang Station of CARE-China(Campaign on Atmospheric Aerosol Research Network of China) were analyzed to achieve in-depth knowledge of aerosol optical properties over Dunhuang region. The results showed that the annual average aerosol optical depth(AOD) at 500 nm was 0.32 ± 0.06, and the ?ngstr?m exponent(α) was 0.73 ± 0.27. Aerosol optical properties revealed significant seasonal characteristics. Frequent sandstorms in MAM(March–April–May) resulted in the seasonal maximum AOD, 0.41 ± 0.04, and a relatively smaller αvalue, 0.44 ± 0.04. The tourism seasons, JJA(June–July–August) and SON(September–October–November) coincide with serious emissions of small anthropogenic aerosols. While in DJF(December–January–February), the composition of the atmosphere was a mixture of dust particles and polluted aerosols released by domestic heating; the average AOD and αwere 0.29 ± 0.02 and 0.66 ± 0.17, respectively. Different air masses exhibited different degrees of influence on the aerosol concentration over Dunhuang in different seasons. During MAM, ranges of AOD(0.11–1.18) and α(0.06–0.82) were the largest under the dust influence of northwest-short-distance air mass in the four trajectories. Urban aerosols transported by northwest-short-distance air mass accounted for a very large proportion in JJA and the mixed aerosols observed in SON were mainly conveyed by air masses from the west. In DJF, the similar ranges of AOD and α under the three air mass demonstrated the analogous diffusion effects on regional pollutants over Dunhuang.     

半干旱地区气溶胶散射和吸收特性的观测研究

利用兰州大学半干旱气候和环境观测站SACOL（Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University）2007年11月1日-2008年10月31日AE-31黑碳仪和2007年8月1日-2008年7月31日M9003积分浊度仪的连续观测资料,对该地区气溶胶散射和吸收特性的变化特征进行了分析。结果表明,该地区气溶胶年平均散射系数为158.86M.m-1,吸收系数为14.11M.m-1,520nm单次散射比为0.83;散射系数和吸收系数的年变化呈单峰型,峰值分别出现在12月和11月;采暖期内日变化呈双峰型,非采暖期内近似表现为单峰型。在沙尘天气条件下,散射系数和吸收系数分别增大了103.8%和88.5%。结合同期APS-3321粒子谱仪的相关观测资料分析得出,无论是粒子数浓度还是质量浓度,与散射系数和吸收系数的相关系数均在0.8以上。     

上甸子秋冬季雾霾期间气溶胶光学特性

通过对2004年秋冬季(9—12月)4次雾霾天气过程在京、津背景地区——北京上甸子大气本底污染监测站观测的大气气溶胶光学特性的分析,发现该地区气溶胶光学特性受天气过程的影响很大。4次雾霾影响时段,平均气溶胶散射系数σ_(sca)、吸收系数σ_(abs)和单次散射反照率ω都远高于雾霾过后清洁时段的数值,其中气溶胶ω在雾霾影响时段为0.94～0.97,雾霾后为0.84～0.86,平均减小了0.1左右,表明雾霾天气有利于气溶胶的累积和生成。相比于光吸收性气溶胶,雾霾天气对光散射性气溶胶的增加更为有利,反映了二次气溶胶的产生及其对消光的贡献可能有较大增加。