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临安大气气溶胶云凝结核活化特征及泰山PM₁₀化学成分的研究

作　者: 车浩驰
导　师: 张小曳；王亚强
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 大气物理学与大气环境
关键词: 云凝结核气溶胶活化谱吸湿性参数气溶胶化学成分临安泰山
分类号: X513
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-20
  1.1 引言  9-10
  1.2 CCN 数浓度的观测  10-11
  1.3 CCN 活化理论  11-13
  1.4 气溶胶理化特征对于 CCN 活化的影响  13-15
  1.5 气溶化学成分的研究  15-17
  1.6 本文的主要关注热点及研究内容  17-20
第二章观测地点及采样方法  20-33
  2.1 观测地点  20-21
  2.2 观测仪器介绍  21-24
  2.3 仪器的气路连接和采样设置  24-25
  2.4 仪器矫正及数据质量控制  25-31
    2.4.1 CCNC 温度过饱和度的矫正  25-27
    2.4.2 CCNC 流量矫正  27-28
    2.4.3 观测数据的处理  28-31
  2.5 本章小结  31-33
第三章临安地区 CCN 的变化特征  33-51
  3.1 活化参数说明  33-34
  3.2 观测期间平均活化谱  34-39
  3.3 CCN 总浓度及总活化率的时间变化  39-41
  3.4 观测期间 CCN 平均数谱  41-42
  3.5 一月份的 CCN 活化特征  42-46
  3.6 生物质燃烧期间活化特征  46-49
  3.7 本章小结  49-51
第四章泰山站 PM10的化学特征  51-68
  4.1 PM10及各成分的年平均状况  52-53
  4.2 泰山 PM10及其中各成分的季节变化  53-56
  4.3 泰山 PM10及其各成分逐日变化  56-58
  4.4 泰山 PM10及各项成分的相关性  58-61
  4.5 泰山 PM10中水溶性阴阳离子平衡以及颗粒物的酸碱性  61-63
  4.6 气团来源分析  63-64
  4.7 有机物成分浓度水平  64-65
  4.8 本章小结  65-68
第五章总结与讨论  68-73
  5.1 主要结论  68-70
  5.2 本文的创新点  70
  5.3 存在的不足及对未来工作的展望  70-73
参考文献  73-81
致谢  81-83
个人简历  83

临安大气气溶胶云凝结核活化特征及泰山PM10化学成分的研究

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