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黄山地区大气冰核数浓度及其影响因子的观测研究

作　者: 苏航
导　师: 银燕
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 大气物理学与大气环境
关键词: 大气冰核云室数浓度核化机制
分类号: P426.3
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本研究利用自行搭建的新型大气冰核高压静电采样器和新型静力真空水汽扩散云室,并结合其他大气冰核及气象要素观测仪器,于2011年5月～9月及2012年9月-10月在黄山地区三层不同高度上同时进行大气冰核及相关气象要素的连续观测,得出主要结论如下：1.-20℃活化温度,充足水汽条件下,黄山地区标准时间：北京时间上午10：00大气冰核数浓度平均为18.37个/升。无论总核化机制、凝结冻结核化机制还是凝华核化机制,黄山地区大气冰核数浓度随着高度的增加而减小,且存在春季较高,秋季次之,夏季较低的变化规律。同时总核化机制条件下大气冰核数浓度的标准偏差最大,凝结冻结核化机制标准偏差居中,凝华核化机制标准偏差最小。黄山地区大气冰核数浓度下午达到一天中的最高值,夜晚达到一天中的最低值。黄山地区大气冰核数浓度较北方同时期大气冰核数浓度低,但高于六十年代我国北方地区大气冰核数浓度。2.随着活化温度的升高,黄山地区不同核化机制下大气冰核数浓度均呈指数形式降低。随着活化湿度的增加,大气冰核数浓度逐渐增大。当相对水面不饱和,而相对冰面过饱和时,仅仅可以通过凝华核化作用形成冰晶,当达到或超过水面过饱和时,则凝结冻结核化机制开始作用,此时大气冰核数浓度明显增大。黄山山顶较清洁,其大气冰核长期主要由西南风向山顶输送。随着风速的增加,大气冰核数浓度逐渐增大。但从个例角度来分析,从东北方向远距离输送过来的气溶胶粒子对黄山山顶大气冰核数浓度有着更显著的影响。且黄山地区的大气冰核主要由大粒径气溶胶构成。不同天气过程对黄山山顶大气冰核数浓度有着不同的影响。随着降水及云雾过程的进行,黄山山顶大气冰核数浓度逐渐减小；随着污染过程的加重,黄山山顶大气冰核数浓度逐渐增加,阴天过程对黄山山顶大气冰核的数浓度的影响并不明显。3.黄山山顶总核化机制大气冰核数浓度的参数化公式为：N=6.12×10-5(-T)3.34(naer,0.5)(-0.00265T+0·0036),凝结冻结核化机制大气冰核数浓度的参数化公式为：N=(?),凝华核化机制大气冰核数浓度的参数化公式为：N=(?)

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-25
  1.1 研究意义  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-15
    1.2.1 大气冰核观测仪器的发展  10-11
    1.2.2 不同地区大气冰核数浓度的观测研究  11-12
    1.2.3 大气冰核与气象因子关系的研究进展  12-14
    1.2.4 大气冰核与天气过程关系的研究进展  14
    1.2.5 大气冰核参数化的研究进展  14-15
  1.3 研究内容与技术路线  15-18
    1.3.1 问题的提出  15
    1.3.2 研究内容  15-16
    1.3.3 技术路线  16-18
  参考文献  18-25
第二章观测方法与观测仪器  25-44
  2.1 观测地点与观测方法  25-26
  2.2 观测仪器介绍  26-41
    2.2.1 5L Bigg型混合云室  26-28
    2.2.2 Bigg型扩散云室  28-30
    2.2.3 大气冰核滤膜采样器  30-31
    2.2.4 新型静力真空水汽扩散云室搭建  31-35
    2.2.5 新型大气冰核高压静电采样器搭建  35-36
    2.2.6 空气动力学粒径谱仪  36-37
    2.2.7 激光降水粒子谱仪  37-38
    2.2.8 雾滴谱仪  38-39
    2.2.9 自动气象站  39-40
    2.2.10 后向轨迹模式HYSPLIT-4  40-41
  2.3 不同扩散云室观测结果对比  41-43
    2.3.1 中-德静力真空水汽扩散云室观测结果对比  41-42
    2.3.2 新-旧扩散云室观测结果对比  42-43
  参考文献  43-44
第三章黄山地区大气冰核数浓度的时空分布  44-57
  3.1 引言  44
  3.2 黄山地区不同高度大气冰核数浓度的背景值  44-45
  3.3 黄山地区大气冰核数浓度随高度的变化  45-46
  3.4 黄山地区大气冰核数浓度随季节的变化  46-48
  3.5 黄山地区大气冰核数浓度的日变化  48-52
  3.6 黄山地区与其他地区大气冰核数浓度的对比  52-53
  3.7 本章小结  53-55
  参考文献  55-57
第四章黄山地区大气冰核数浓度与气象因子的关系  57-72
  4.1 引言  57
  4.2 黄山地区大气冰核数浓度与活化温度的关系  57-59
  4.3 黄山地区大气冰核数浓度与活化湿度的关系  59-60
  4.4 黄山地区大气冰核数浓度与风向风速的关系  60-64
  4.5 黄山地区大气冰核数浓度与气溶胶数浓度的关系  64-66
  4.6 黄山地区大气冰核数浓度与气团轨迹的关系  66-69
  4.7 本章小结  69-71
  参考文献  71-72
第五章不同天气过程对黄山地区大气冰核数浓度的影响  72-90
  5.1 引言  72
  5.2 降水过程对黄山地区大气冰核数浓度的影响  72-75
  5.3 云雾过程对黄山地区大气冰核数浓度的影响  75-79
  5.4 阴天过程对黄山地区大气冰核数浓度的影响  79-83
  5.5 污染过程对黄山地区大气冰核数浓度的影响  83-87
  5.6 本章小结  87-89
  参考文献  89-90
第六章黄山地区大气冰核数浓度的参数化  90-99
  6.1 引言  90
  6.2 黄山地区大气冰核数浓度与活化温度的参数化  90-91
  6.3 黄山地区大气冰核数浓度与活化湿度的参数化  91-92
  6.4 黄山地区大气冰核数浓度与气溶胶数浓度的参数化  92-93
  6.5 黄山地区大气冰核数浓度的总参数化  93-94
  6.6 黄山地区大气冰核数浓度参数化方案验证  94-95
  6.7 本章小结  95-97
  参考文献  97-99
第七章总结与展望  99-102
  7.1 主要结论  99-100
  7.2 特色与创新点  100-101
  7.3 研究展望  101-102
博士在读期间学术成果、参与项目、获奖及学术交流情况  102-103
致谢  103

黄山地区大气冰核数浓度及其影响因子的观测研究

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