大气气溶胶浓度及其谱分布的某些特征

本文简要描述了光电仪器测量大气气溶胶粒子的工作原理;根据实测结果对不同大气条件下气溶胶粒子的浓度、谱分布特征进行了分析。结果表明,对于洁净大气和浑浊大气而言,气溶胶粒子的浓度和谱分布都有着明显的差别,相对变化最大的是那些半径处于0.2—1.0微米范围内的粒子;实际大气中粒子谱的演变过程是复杂的,并且具有多峰分布特征;相对湿度对气溶胶粒子物理特征的影响是明显的,并且这种影响主要是改变粒子的谱分布和折射指数。     

重庆市区大气气溶胶粒子的时空分布和物理特性

1990年12月13日—1991年1月4日,用LG—83型光电粒子计数器,在重庆市沙坪坝气象站进行大气气溶胶粒子的观测,结果表明大气气溶胶粒子的平均浓度为252.7个/厘米~3,最大浓度为452.9个/厘米~3,最小浓度为84.8个/厘米~3,均较北京等地浓度为大。 重庆大气气溶胶粒子可分成两部分,细粒子(粒径小于2微米)区间服从Deirmendjian谱分布,粗粒子(粒径大于等于2微米)区间则服从Junge谱分布。气溶胶粒子与相对湿度、雾、降水都有着明显的关系。无雾和降水时,根据气溶胶粒子浓度求出的气象视距和目测能见度相一致。     

贺兰山地区大气气溶胶光学特征研究

利用M－120型太阳光度表的观测资料并结合有关资料，分析了贺兰山地区大气气溶胶的光学特征，并对在各类天气条件下，大气气溶胶光学厚度以及Angstrom浑浊度系数和波长指数的变化规律进行了讨论。利用实测地面大气气溶胶粒子谱资料，探讨了大气气溶胶粒子数浓度与Angstrom浑浊系数β之间的关系以及大气气溶胶粒子几可平均尺度与波长指数α之间的相关关系。     

CO2激光辐射谱线的大气衰减特性

我们于1986年8月在成都市实地测量了CO_2激光辐射00°l—10°0和00°1—02°0振动带内40条谱线在大气中的衰减。文中给出了各谱线衰减系数的一般值并描述了衰减特征。在八月份成都地区的特定条件下,水蒸汽的吸收和气溶胶粒子的吸收与散射构成了衰减的主要部分。测得的各谱线的衰减系数可为CO_2激光的大气应用提供有益的参考。     

兰州城区冬季大气气溶胶粒子谱的反演研究

从实测的兰州城市冬季大气气溶胶多波段光学厚度资料出发,应用消光法反演了大气柱气溶胶粒子谱,并对反演程序的可行性、反演结果的可靠性进行了分析讨论。结果表明,反演出的大气柱气溶胶粒子谱分布都为三峰型分布。通过正算方法计算出的光学厚度值检验反演方法,检验结果说明,反演程序是可行的,结果是可靠的。     

中国大气气溶胶研究综述

文中综合论述了近 2 0年来中国大气气溶胶研究状况 ,包括对大气气溶胶的直接采样分析 ,地面和卫星的遥感 ,大气气溶胶辐射特性及其气候效应的研究以及沙尘暴的形成、输送及气候效应的研究等。直接采样分析不仅研究了气溶胶的浓度和粒子谱分布等特性 ,而且也对其化学组分做了分析 ,高空气球采样得到了对流层和低平流层的气溶胶样品 ,并用X能谱电子显微镜进行了分析。地面遥感和多种卫星资料 ,包括AVHRR ,SVISSR ,TOMS ,POLDER等 ,被用来研究大气气溶胶的辐射特性 ,并提出了用消光和前向散射相结合和利用天空散射光分布反演粒子谱分布相函数等方法。开展了有关气溶胶气候效应的数值模拟研究 ,并对非球形粒子以及吸湿性粒子的作用做了专门的计算。对沙尘粒子的直接观测为研究其生成条件和输送特性提供了基础数据。文中对不同的研究方法进行了初步评述 ,并对气溶胶的研究提出几点建议。     

山东地区秋季飞机观测气溶胶特征的初步分析

综合分析了2006年秋季在山东省进行的0.5—8.0μm范围内的大气气溶胶飞机观测的0—4500m气溶胶数浓度垂直分布,初步讨论了气溶胶与温度的关系,并分析了对气溶胶粒子谱的垂直分布情况。结果显示,气溶胶数浓度随高度呈递减趋势,在逆温层附近气溶胶有累计现象;受城市环境的影响,同一区域城市上空或者城市的下风方气溶胶粒子平均浓度都大于上风方;气溶胶粒子谱受不同天气背景的影响,出现不同类型的谱型,随高度的变化,谱型也有很大的变化。     

降水对气溶胶粒子清除的参数化

本文主要讨论了碰并系数、雨滴谱和气溶胶谱对湿清除率的影响.在0.1μm相似文献   

一次霾条件下石家庄上空气溶胶的观测研究

利用2010年9月1日石家庄市区一次飞机探测的气溶胶资料,分析了石家庄市区上空大气气溶胶的数浓度与直径的垂直、水平分布特征及粒子谱分布。结果表明:600—3000 m高度范围内,气溶胶粒子平均数浓度为1443.1个/cm~3,粒子平均直径为0.194μm。3000—6900 m高度范围,气溶胶粒子平均数浓度为95.3个/cm3,粒子平均直径为0.192μm。气溶胶数浓度随着高度增加而迅速减少,受逆温层与云区分布的影响,数浓度曲线呈现一定程度的波动。由于探测当天高空风的影响,粒子数浓度明显比其他霾天气条件下的研究结果要低。云中,气溶胶数浓度与粒子平均直径数呈负相关性。云层对气溶胶的垂直分布影响较大。气溶胶粒子谱覆盖了0.10~1.05μm的尺度范围,粒子主要集中在0.1~0.3μm的范围内。600 m、1200 m、1800 m和3000 m的气溶胶粒子谱呈双峰分布,粒子谱谱型较为相似,4500 m和6900 m粒子谱呈单峰分布。气溶胶粒子尺度谱峰值随高度增加而减少,谱变窄。气溶胶粒子浓度水平变化幅度远小于垂直方向上的变化幅度,受天气条件及下垫面、云区等局地影响因子的影响较大。     

气溶胶粒子干沉降速度的测量

在昆明和太原地区,通过气溶胶与气象要素的同步观测,得到了粒径范围为0.01—10微米的三个自然模态气溶胶干沉降速度,结果表明:气溶胶粒子的干沉降速度与粒子直径有密切关系.直径大于2微米的粗粒子沉降速度随直径增大而迅速增大;直径小于0.1微米的爱根核模态粒子的沉降速度随直径减小而增大;直径为0.1—2微米的积聚模态的粒子沉降速度出现最小值.这种变化规律虽与国外实验室测定结果在趋势上比较一致,但绝对值却要大得多.另外,沉降速度还与大气稳定度和地面粗糙度有关.     

多波段光度计和大气气溶胶测量

近年来对大气气溶胶的观测受到越来越多的重视。很多国家都利用对太阳光谱的观测来推算大气气溶胶,并且对计算气溶胶谱分布的反演方法也进行了很多理论上的分析。这里,我们介绍一种计算谱分布的简便方法及某些观测结果。一、方法从太阳直接辐射的测量可以算出大气总的光学厚度,在扣除空气分子的影响后,便得到大气气溶胶的光学厚度式中。n(r)——气溶胶谱分布 r——粒子半径Q_(ex)(r,λ,m)——削弱的有效因子 m——气溶胶折射率如果测出不同波长的大气气溶胶光学厚度,即可由(1)式反演出气溶胶谱分布。为了使反演过程简单化,引入以下两项假定:     

一次阴雨条件下河北中南部气溶胶的参数特征分析

利用2009年9月8日华北中南部上空的飞机探测资料,分析了石家庄市和邯郸市区附近大气气溶胶的粒子数浓度、直径、尺度谱分布等时空变化特征。分析表明,降水天气条件下,气溶胶粒子平均数浓度约为137.6个/cm3,平均直径约为0.26μm。气溶胶主要集中于2 000 m以下的对流层低层,气溶胶浓度总体上随高度增加而降低;雨后阴天轻雾天气条件下,气溶胶粒子平均数浓度约为164.7个/cm3,平均直径约为0.16μm。气溶胶在逆温层下累积现象明显,云内气溶胶数浓度明显减少。气溶胶粒子浓度水平变化受下垫面、云区分布等局地因子影响较大。石家庄600 m和6 600 m气溶胶粒子谱呈单峰分布,3 000 m粒子谱呈双峰分布。邯郸6 400 m粒子谱宽较窄,呈单峰分布。     

大气气溶胶的粒度谱分布函数及其随高度的变化

本文对用光学粒子计数器在飞机上测量的大气气溶胶数密度-粒度谱分布进行了分析研究.根据对气溶胶谱形成过程的分析,指出大气气溶胶是四种气溶胶体系的混合物,需要用四个正态分布函数的和来描述大气气溶胶的体积-粒度谱分布.用非线性最小二乘法计算了谱分布函数的经验参数;研究了粒子浓度、体积、及粒度谱分布函数随高度的变化.观测资料表明,在大气温度和湿度水平均匀、层结稳定的情况下,气溶胶粒子浓度水平分布不均匀,而且垂直方向上也并不随高度单调递减.     

边界层大气气溶胶浓度与尺度谱分布的时空变化

1980年8月初,用光学粒子计数器,在北京325米气象塔上获得了从地面至300米六层的大气气溶胶浓度与尺度谱的垂直分布。由实测浓度N_z,按公式,用最小二乘法原理确定气溶胶标高H_p。分析指出,大气气溶胶浓度和尺度谱的时间、空间变化明显。采用三参数谱分布模式描述各层的平均谱,其谱分布参数随高度而变化。     

北京等地对流层低层晴天气溶胶微物理特征

1982年4—7月对北京等地对流层低层晴天气溶胶数浓度、尺度谱分布进行了飞机观测。结果表明:来自西、西北和北部气团的气溶胶数浓度相当低（平均为10-1—100 /厘米3）。尺度谱分布用dn/dD=C/DA拟合，相关显著水平α≤0.01，幂指数A值多小于3（占总数73%以上），比Junge给出的A=4值小些。鉴于直径D=0.5—2微米粒子在大气中的重要性，也按dn/dD=C′/DB进行拟合，多数测值α≤0.01，少数α≤0.05。幂指数A、B和D=0.5—1微米粒子相对数浓度f1在水平、垂直方向上是相当均匀稳定的。受城市影响时，混合层内气溶胶数浓度明显增大，尺度谱分布斜率变陡（A、B增大），特别是和“气-粒”转化有关的D=1微米左右粒子数浓度增加非常显著，比不受城市影响时，增加了1—2个量级，最大可增加3个量级。可见，城市影响是造成混合层气溶胶数浓度增大、尺度谱分布变陡、局地大气污染加重、低层能见度变坏的重要原因。     

西安市一次晴空气溶胶粒子的观测分析

1982年夏季,我国第一架装有PMS粒子测量系统的气象科研考察飞机在西安市首次进行大气物理科学考察。本文仅对6月8日西安城市晴天大气气溶胶粒子观测。资料进行了初步分析。结果表明:西安市晴天气溶胶粒子(直径0.5-8μm)浓度值范围在4×10~0-3.8×10~1个/cm~3,分布趋势随高度递减,逆温层对粒子垂直输送有阻滞作用。同时对气溶胶粒子谱分布及谱分布函数作了探讨,并对一些参数进行理论计算。     

从反射太阳光谱反演大气气溶胶体积谱分布的理论研究

由大气顶射出太阳辐射的形式解出发,结合球形粒子的米散射理论,由反射太阳光谱推导获得了反演整层大气气溶胶粒子体积谱分布的权重函数。在权重函数特征分析的基础上,根据一个简单的线性反演算法,利用大气辐射传输计算模拟的大气顶反射太阳光谱,反演获得了不同气溶胶浓度和复折射率条件下的气溶胶粒子体积谱。结果表明,初步建立了一套自洽的大气气溶胶体积谱分布的反演方法。通过米散射计算获得的反演参数考虑了波长对粒子半径的权重特征,使气溶胶体积谱的反演具有了明确的物理依据;同目前常用的查算表方法相比,简化了反演方案中参数化的复杂程度。     

北京地区太阳可见光辐射与大气透明度的初步测量

可见光辐射的测量可以说已有一个世纪了。近一二十年来,随着空间技术,大气污染的兴起和发展,又引起了人们对可见光辐射测量的重视。要从卫星上获得清晰的地物照片,必须提供物体亮度和背景亮度的资料,这就促使我们去研究太阳辐射在地球大气中的传输规律,考察气溶胶粒子多次散射的作用,实地测量整层大气的衰减量。另一方面,由于可见光对气溶胶粒子相当敏感,就有可能利用天空辐射的资料反演气溶胶粒子的谱分布,这对评价大气污染程度,研究大气光学性质都具有重要的意义。     

沙尘和霾气溶胶的物理特征比较

粒子尺度谱和复折射率指数是描述大气气溶胶的基本物理参数,也是遥感大气气溶胶光学厚度的基本假定量,决定了光学厚度遥感的准确程度。本文分析了中国气溶胶遥感网反演的北京周边的沙尘和霾天气下大气气溶胶的体积谱和复折射指数,结果表明:沙尘和霾天气下气溶胶的体积谱均呈现双峰对数正态分布,霾气溶胶粒子体积谱在细模态(0.1～1μm)和粗模态(1～10μm)的占比大体相当,沙尘气溶胶粒子体积谱中粗模态占比远远高于细模态,以粗粒子为主;将实际测量的复折射率同HITRAN 2008数据库中各种类型的气溶胶复折射率光谱数据相比,类沙尘粒子的复折射指数同沙尘气溶胶最为接近,水溶性粒子同霾气溶胶最为接近,在大气气溶胶遥感中如果缺少复折射率的光谱数据,可考虑将类沙尘粒子和水溶性粒子的复折射率光谱数据(0.2～40μm)外推近似代替沙尘和霾气溶胶用于紫外和红外遥感。本研究可为利用紫外光谱和红外光谱定量遥感沙尘和霾气溶胶研究提供参考和依据。     

华南气溶胶研究的回顾与展望

大气气溶胶的气候效应研究和环境效应研究都是当今国际科技界的热门研究话题,而研究大气气溶胶的气候效应和环境效应都必须充分细致地了解气溶胶的粒子谱分布、化学组成和辐射(光学)特性,其中大气气溶胶的辐射(光学)性质的直接观测研究是目前甚为紧迫的研究内容,其结果能直接为气溶胶强迫对气候变化的估计和预测的模式研究及其环境效应的研究提供必须的参数.