山東地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性研究

山東地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性研究本研究利用積分濁度儀（TSI3563）,黑碳儀（AE21）和寬范圍粒徑譜儀（WPS）等儀器對山東地面城市站濟南冬春季（2013年12月-2014年5月）,農(nóng)村背景站禹城夏季（2014年6月-7月）,高山區(qū)域站泰山（2014年7月-8月）和沿海背景站砣磯島（2014年12月-2015年1月）四種典型地區(qū)進行大氣光學(xué)強化觀測實驗。實驗測得濟南冬季散射和吸收系數(shù)均值分別為315±208Mm^-1和63±44Mm^-1,而春季散射和吸收均值分別為237±121Mm^-1和28±8Mm^-1。濟南冬春兩季散射和吸收系數(shù)的差異性主要是與冬季濟南供暖期間,火電廠等大型工業(yè)顆粒物的大量排放有關(guān)。砣磯島冬季測得散射和吸收系數(shù)的均值分別為210±246Mm^-1和8±6Mm^-1,該地區(qū)散射型氣溶膠占主導(dǎo)地位。夏季禹城和泰山散射和吸收系數(shù)分別為237±121Mm^-1,28±8Mm^-1和141±61Mm^-1,12±4Mm^-1。濟南冬季,春季,禹城夏季,泰山夏季,砣磯島冬季測得單次散射反照率分別為0.84±0.05,0.77±0.09,0.89±0.05,0.90±0.03和0.93±0.04。本研究針對四類典型地區(qū)氣溶膠光學(xué)性質(zhì)日變化進行比較分析,發(fā)現(xiàn):城市氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的日變化（濟南和禹城）均呈現(xiàn)明顯的雙峰模式,這主要是受大氣邊界層變化,交通排放和風速等氣象條件共同作用造成的。而沿海背景站（砣磯島）氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的日變化呈現(xiàn)較弱的雙峰模式,主要受當?shù)馗劭诨顒佑绊?高山區(qū)域站（泰山）氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的日變化呈現(xiàn)單峰模式,主要與大氣邊界層變化和人們觀光游覽的行為有關(guān)。為分析氣象因素與氣溶膠光學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系,本研究結(jié)合風向風速等數(shù)據(jù),利用統(tǒng)計學(xué)方法,對兩者關(guān)系進行了研究。結(jié)果表明:濟南冬季散射和吸收系數(shù)高值的產(chǎn)生主要受當?shù)卦春挽o風的影響。而砣磯島散射和吸收系數(shù)高值的產(chǎn)生主要與來自山東地區(qū)的中長距離輸送有關(guān)。且來自京津冀地區(qū)的長距離輸送對其高值的產(chǎn)生也有很大的影響。濟南春季高值的產(chǎn)生除了受當?shù)卦从绊懲?來自西南區(qū)域的氣流輸送對其也有較大的影響。同時利用后向氣流軌跡模型,量化夏季禹城和泰山各方向氣團對氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的貢獻。結(jié)果表明:夏季禹城來自東南方向的氣團1所貢獻的散射型和吸收型顆粒物最大。該氣團運動軌跡較短,運動較慢,且始終貼近地面,在到達禹城前,路經(jīng)重污染城市濟南,表明在夏季,禹城作為濟南下風向城市,濟南的污染情況對禹城有較大影響。夏季泰山短程氣團3所貢獻的平均散射和吸收系數(shù)最大,該氣團所帶來影響可認定為局地源的影響。這表明夏季高山地區(qū)氣溶膠光學(xué)性質(zhì)主要受局地影響較大。為分析顆粒物粒徑譜對氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的影響,本文針對濟南冬春季和砣磯島冬季顆粒物粒徑分布及顆粒物數(shù)濃度對光學(xué)性質(zhì)影響進行研究。結(jié)果表明:濟南冬季和春季顆粒物均主要分布在愛根核模中,這主要是因為交通源對濟南顆粒物數(shù)濃度具有較大的影響。而砣磯島冬季顆粒物數(shù)濃度主要分布在積聚模態(tài)中。同時發(fā)現(xiàn),在濟南和砣磯島中,積聚模態(tài)顆粒物數(shù)濃度與散射系數(shù)均呈現(xiàn)較好的相關(guān)性,說明積聚模態(tài)顆粒物對光具有較大的散射作用。本研究針對山東主要地勢類型地區(qū)氣溶膠光學(xué)性質(zhì)進行長時間強化