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临安大气气溶胶云凝结核活化特征及泰山PM_(10)化学成分的研究

车浩驰  
【摘要】:云凝结核(CCN)在气溶胶—云—相互作用的研究中是一个重要因子,其可以定量的将云与气溶胶相互联系,而气溶胶粒径分布及其化学成分的不同影响了其活化作为云凝结核的能力。为了得到气溶胶活化特征及其化学成分的信息,本文通过从2013年1月—10月,在我国长三角区域代表性站点临安大气本底站开展的气溶胶活化特征的实验观测,以及2010年12月—2011年7月在华北区域离地面较高(约1500m海拔)的泰山顶日观峰气象站取得PM10及其中化学的信息,分别讨论了在临安观测到的气溶胶活化以及泰山PM10及其中化学成分的变化特征。 临安大气中平均气溶胶活化率在各个过饱和度下差异较大,最大活化率随着过饱和度的降低而降低。发现较大的粒子(~300nm)具有较强的吸湿性,且成分的均一性也较强;粒径较小气溶胶粒子(40~70nm)吸湿能力较差,可吸湿活化的气溶胶部分的成分均一性也较差。CCN一月的活化率高于其他月份,且较小过饱和度下的最大活化率均高于采样期间整体平均,这可能与雾-霾对气溶胶粒径和化学成分的影响有关。通过CCN和CN的数谱对比发现燃烧期间有大量的爱根核模态的CN,CN谱变为双峰型,CCN数谱也向大粒径方向偏移,指示出小颗粒不溶性物质存在对活化率的影响。 泰山PM10年均质量浓度约为68.4μg/m3,其中无机盐离子约占总质量的64.7%,碳气溶胶约占17.4%。无机盐离子的质量浓度自春节逐渐增大,夏季达到峰值,秋季下降,冬季最小;OC质量浓度从春季至秋季逐渐增高,冬季最低,EC变化类似,但夏秋两季差别不大。二次有机碳(SOC)与OC的比值四季均在50%以上,年均值约为58.5%。通过后向轨迹聚类分析,发现在经过城市的较短轨迹以及泰山南面较短混合气团的影响下,泰山PM10质量浓度较高,而西北长距离传输气团PM10浓度均较低。


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