湿度对SO2—NO—C3H6—空气系统中光化学气溶胶的影响

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大气气溶胶物理化学特性及其影响因素分析

大气气溶胶物理化学特性及其影响因素分析

大气气溶胶物理化学特性及其影响因素分析随着人类活动的不断发展,大气环境污染越来越严重。

而气溶胶是大气污染的主要成分之一,它对人类健康、气候变化等方面都有着深远的影响。

本文将从大气气溶胶的物理化学特性以及影响因素两个方面进行分析。

一、大气气溶胶的物理化学特性1. 气溶胶粒径分布气溶胶的粒径大小决定了它的光学性质和生物学影响。

由于不同来源的气溶胶物质不同,其粒径分布也不同。

一般来说,气溶胶的粒径分布范围在0.01-100微米之间,其中直径小于2.5微米的气溶胶颗粒称为PM2.5,是大气中能够进入人体呼吸道的颗粒物之一。

2. 化学成分气溶胶的化学成分包括有机物、无机盐、碳和水。

其中,有机物和无机盐是气溶胶主要的组成成分。

有机物包括芳香烃、脂肪酸、脂类等,它们对光学性质和生物学影响非常重要。

而无机盐包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,它们是气溶胶中的主要溶液组成部分,对气溶胶的水分输运和化学反应具有重要影响。

3. 光学性质气溶胶的光学性质取决于其大小和形状,同时也与其化学成分相关。

气溶胶能够吸收、散射和透过光线,这些特性是通过对光线的不同散射方式来实现的。

散射和吸收会使得大气的辐射平衡发生变化,从而影响到气候。

二、大气气溶胶的影响因素1. 天气天气是影响大气气溶胶形成和扩散的重要因素。

当气温和湿度较高时,气溶胶会被吸附到水滴表面,从而形成云雾。

而在较为干燥的环境中,气溶胶会比较容易扩散。

2. 人类活动人类活动也是影响大气气溶胶形成的重要因素。

工业排放、交通排放等都会产生大量的气溶胶,对大气环境造成污染。

此外,农业作业、木材的燃烧等活动也会产生气溶胶。

3. 自然因素自然因素对大气气溶胶的形成和扩散也有一定影响。

例如,火山喷发和沙尘暴等天然事件会产生大量的气溶胶,同时又会携带遥远地区的气溶胶传输到其他地方。

总结:大气气溶胶作为大气环境污染的主要成分之一,具有一系列的物理化学特性,其影响因素也是十分复杂的。

研究大气气溶胶的物理化学特性和影响因素对于进一步了解大气环境污染的形成机理,以及为大气环境污染的治理提供理论依据和技术支持具有重要的意义。

大气环境中气溶胶的光学特性与湿度效应

大气环境中气溶胶的光学特性与湿度效应

大气环境中气溶胶的光学特性与湿度效应气溶胶是指悬浮在大气中的固体或液体微粒,在大气科学研究中具有重要作用。

气溶胶能够散射和吸收太阳辐射,影响大气的辐射传输和能量平衡,对地球气候变化和环境污染等问题产生重要影响。

其中,气溶胶的光学特性和湿度效应是研究的热点和难点之一。

一、气溶胶的光学特性1. 散射特性气溶胶微粒对入射光的散射作用是其最基本的光学特性之一。

根据散射角度的不同,可以将气溶胶的散射分为前向散射、后向散射和侧向散射。

前向散射主要指气溶胶微粒向光的传播方向发生散射,后向散射则与之相反。

2. 吸收特性气溶胶微粒对入射光的吸收作用也是其重要的光学特性之一。

大气中的气溶胶主要包括有机物质、无机盐、金属元素等,这些组分对不同光波长的光有着不同的吸收特性。

吸收特性会导致气溶胶的光学参数发生变化,进而影响大气辐射传输。

二、湿度效应对气溶胶光学特性的影响大气中的湿度会对气溶胶的光学特性产生影响,主要表现在以下方面:1. 湿度对散射特性的影响湿度增加会导致气溶胶微粒表面发生吸湿现象,使气溶胶微粒增大,从而增加散射的强度。

此外,湿度的增加还会导致气溶胶微粒的折射率发生变化,改变了散射的方向和强度。

2. 湿度对吸收特性的影响湿度的增加可以促使气溶胶微粒中的水分子发生物理吸附或化学吸附,改变了气溶胶微粒的吸收特性。

相对湿度的增加会提高气溶胶的折射率,导致吸收峰位的偏移和吸收峰值的变化。

三、气溶胶光学特性与大气环境的关系大气中的气溶胶光学特性与大气环境之间有着密切的关系。

大气中的气溶胶来源复杂多样,包括自然源和人为源,如火山喷发、沙尘暴、工业排放等。

这些气溶胶微粒的特性会直接影响大气的辐射传输和能量平衡。

另外,大气的湿度也会影响气溶胶的光学特性。

湿度的变化会改变气溶胶微粒的相对湿度,进而改变气溶胶的吸湿性和光学特性。

这种湿度效应对于解释气溶胶粒子在大气中的生命周期、光学特性和影响环境质量等问题具有重要意义。

结论气溶胶的光学特性与湿度效应是大气科学研究中的重要内容,对于理解大气辐射传输、气候变化和环境污染等问题具有重要意义。

湿度影响下的气溶胶粒子的偏振特性

湿度影响下的气溶胶粒子的偏振特性

Vo 1 . 3 4 No . 5
2 0 1 3年 5月
Ma y ,2 01 3
文章 编 号 : 1 0 0 0 - 7 0 3 - 0 6
湿度 影 响下 的气 溶 胶 粒 子 的 偏振 特 性
蔡 嘉 ,高 隽 ,范之 国 , 冯 山 山 ,方 静
本文根据mie散射理论得到关于相对湿度的单粒子偏振模型为进一步研究湿度对气溶胶偏振度的影响又在单粒子模型基础上建立了粒子群的湿度偏振模型分析并比较了3种气溶胶的单粒子和粒子群在不同相对湿度下的偏振度变化说明了相对湿度与偏振度的关系
第3 4卷
第 5期
发 光 学 报
CH I NES E J OURNAL OF LUM I NES CENCE
( S c h o o l o fC o m p u t e r a n d I n f o r ma t i o n ,H e f e i U n i v e r s i t y fT o e c h n o l o g y , He f e i 2 3 0 0 0 9,C h i n a )
Ae r o s o l Pa r t i c l e s Un de r The Hum i d i t y I n lu f e nc e
C AI J i a ,GAO J u n,F AN Z h i — g u o ,F ENG S h e n,F AN G J i n g
C o r r e s p o n d i n g A u t h o r .E — m a i l :i b c s h f u t @1 6 3 . c o n
Abs t r a c t :Ae r o s o l s c a t t e in r g c ha r a c t e r i s t i c i s v e r y i mp o r t a n t f o r a t mo s p he r i c r a d i a t i o n a n d c l i ma t e r e s e a r c h .I n o r d e r t o s t u d y t h e a e r o s o l p a ti r c l e s s c a t t e r i n g p r o p e ti r e s i n d i f f e r e n t r e l a t i v e hu mi d i t y,

相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究

相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究

相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究摘要:相对湿度是指空气中所含水汽的含量与该温度下饱和水汽量的比值,它是描述大气湿润程度的重要参数。

气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物质,包括固态和液态颗粒物。

气溶胶的散射特性是指在光线作用下,颗粒物对光的散射现象。

本研究旨在探讨相对湿度对气溶胶散射特性的影响,并通过实验观测得出结论。

引言:气溶胶是大气污染的主要组成部分之一,对天气、环境和人体健康产生重要影响。

而相对湿度是一个关键的气象要素,对气溶胶的形成、增长和光学特性等方面都具有重要的影响。

相对湿度的变化会导致气溶胶光学特性的变化,从而改变大气中的能见度和气溶胶的散射特性。

因此,研究相对湿度对气溶胶散射特性的影响,对于了解大气环境污染的机理和改善空气质量具有重要意义。

方法:在实验室中,我们选择一种常见的气溶胶粒子,设置不同相对湿度下的气溶胶样品,并采用散射光谱仪对气溶胶样品进行测量。

实验过程中,我们需要控制实验条件的稳定性,包括温度、压力和光照等。

通过对不同相对湿度下的气溶胶样品进行测量和数据分析,得出相对湿度对气溶胶散射特性的影响。

结果与讨论:实验结果显示,在相对湿度较低的情况下,气溶胶粒子的散射系数较大。

随着相对湿度的增加,气溶胶粒子的散射系数逐渐减小。

这是因为在较低的相对湿度下,气溶胶粒子相对较干燥,表面电荷的作用较大,导致气溶胶粒子的散射特性更强。

而随着相对湿度的增加,气溶胶粒子表面吸附了水汽分子,表面电荷减弱,从而导致散射系数的降低。

此外,实验还发现,在高相对湿度下,气溶胶粒子之间会发生聚集现象,使得气溶胶粒子更易形成云雾,从而导致散射系数增加。

这与大气中云雾的形成机制相符合。

因此,相对湿度对气溶胶散射特性的影响是多方面的,既与气溶胶粒子本身的特性有关,也与其在大气中的聚集和云雾形成有关。

结论:本研究通过实验观测,得出了相对湿度对气溶胶散射特性的影响。

结果显示,在较低的相对湿度下,气溶胶粒子的散射系数较大,随着相对湿度的增加,散射系数逐渐减小。

大气湿度对大气污染物传输的影响分析

大气湿度对大气污染物传输的影响分析

大气湿度对大气污染物传输的影响分析引言大气湿度作为一个关键的气象参数,对大气污染物的传输和扩散具有重要影响。

本文旨在探讨大气湿度对大气污染物传输过程的影响机制和相关现象,并分析其中的关联关系。

影响机制大气湿度对大气污染物传输具有以下几个主要影响机制:1. 蒸发作用大气湿度越高,蒸发作用越强,这将导致水汽与大气污染物发生反应并降低其浓度。

例如,当湿度较高时,水汽与二氧化硫等污染物反应形成硫酸,从而减少二氧化硫的浓度,降低空气污染程度。

2. 降水作用湿度高时,降水量通常较大。

降水可以清洗大气中的污染物,并将其带离空气,从而减少大气污染物的浓度。

此外,降水还能有效降低大气中的气溶胶浓度,改善空气质量。

3. 散射效应湿度对大气中的颗粒物或颗粒物的聚集体具有散射作用,导致光线的散射。

这一效应使得大气中的颗粒物光学厚度增加,从而减少近地面的阳光直射,减缓了大气污染物的温室效应。

相关现象大气湿度与大气污染物传输之间存在一些明显的相关现象,这些现象进一步证明了湿度对大气污染物传输的影响。

1. 烟雾天气烟雾是大气污染的一种表现形式,它通常出现在湿度较高的天气条件下。

这是因为高湿度会导致颗粒物与水汽发生反应,形成云雾或雾霾,并使大气污染物无法有效扩散和稀释。

2. 酸雨形成大气湿度越高,硫酸和硝酸等酸性物质生成的几率越大。

当湿度高于一定阈值时,这些酸性物质会与水汽结合形成酸雨。

酸雨的生成加剧了大气污染物的危害,并对环境和生态系统造成破坏。

3. 霾事件发生频率霾是一种大气中悬浮颗粒物和气溶胶物质对能见度的影响。

在湿度较高的条件下,细颗粒物和气溶胶物质容易聚集形成霾。

由于湿度增加了散射效应,使得霾的能见度进一步降低,对人体健康和交通安全造成严重风险。

关联关系分析大气湿度与大气污染物传输之间的关联关系复杂多样。

一方面,湿度增加可以促使大气污染物与水汽发生反应,从而减少其浓度;另一方面,湿度的增加也会导致大气污染物的聚集和降水过程,增加大气污染的程度。

气象条件对大气层气溶胶浓度变化的影响

气象条件对大气层气溶胶浓度变化的影响

气象条件对大气层气溶胶浓度变化的影响气象条件是影响大气层气溶胶浓度变化的重要因素之一。

气溶胶是指悬浮在大气中的微小固体或液体颗粒物质,包括尘埃、烟雾、颗粒物等。

它们的来源多种多样,包括自然和人为因素。

气象条件则通过影响气溶胶的输送、扩散和沉降等过程,对气溶胶浓度产生了直接或间接的影响。

首先,风速是气象条件对气溶胶浓度变化影响最为明显的因素之一。

风能够使气溶胶颗粒发生输送和扩散,从而降低其浓度。

当风速较大时,气溶胶颗粒更容易扩散和分散,大气层中的污染物也更容易被稀释。

反之,当风速较小时,气溶胶颗粒容易聚集在一起,导致浓度升高。

此外,风的方向也会对气溶胶浓度分布产生影响。

风可以将来自不同地区的气溶胶颗粒带到特定地区,导致气溶胶浓度的空间变化。

其次,降水也是影响气溶胶浓度变化的重要因素之一。

降水通过湿淬效应可以清除空气中的气溶胶颗粒,从而降低其浓度。

降水可以促使气溶胶颗粒沉降到地面,清洗大气中的污染物。

在降水较多的地区,气溶胶浓度往往相对较低。

反之,在干燥的地区,降水量较少,气溶胶颗粒更容易悬浮在空气中,从而导致气溶胶浓度的升高。

此外,温度和湿度也对气溶胶浓度变化产生一定的影响。

高温和低湿度条件下,水分蒸发较快,空气中的湿度较低,导致气溶胶颗粒更容易悬浮在空气中,从而增加气溶胶浓度。

而在低温和高湿度的条件下,水分更容易凝结成云、雨等形式,从而降低气溶胶的浓度。

因此,气溶胶浓度受温度和湿度的影响呈现出一定的季节性变化。

最后,地形和气压等因素也会对气溶胶浓度产生影响。

地形起伏和气候条件的差异会导致气溶胶在空气中的扩散和输送发生变化。

例如,在山区或者山间盆地的地区,由于地形对空气流动的阻挡和影响,气溶胶浓度往往较高。

而在平原地区或海洋上,气溶胶浓度相对较低。

气压的变化也会对气溶胶的输送和分布产生影响,例如气压变化会改变气流的速度和方向,从而影响气溶胶颗粒的扩散和降落。

综上所述,气象条件是影响大气层气溶胶浓度变化的重要因素。

大气光化学反应对气溶胶生成的影响研究

大气光化学反应对气溶胶生成的影响研究

大气光化学反应对气溶胶生成的影响研究近年来,随着环境污染日益严重,人们对大气光化学反应对气溶胶生成的影响的研究也日益增多。

气溶胶是大气污染的重要组成部分,对空气质量和健康产生重要影响。

本文将就大气光化学反应对气溶胶生成的研究进行探讨,以期提高我们对大气污染的认知。

首先,要了解光化学反应对气溶胶生成的影响,我们需要了解大气中的光化学反应过程。

大气中存在的许多有机和无机气体在光照下会发生光化学反应,产生一系列的中间产物,最终形成气溶胶。

这些气溶胶颗粒物主要由硫酸盐、硝酸盐和有机物等组成。

其中,有机物是最复杂而难以探测的一类。

大气光化学反应过程中,光线的强度、光谱分布以及气体成分的复杂性等因素都会对气溶胶生成产生影响。

一方面,太阳辐射提供了光能,促进了大气中氧化反应的进行,从而增加了气溶胶物质的生成。

另一方面,气体的光吸收性质也会影响气溶胶的生成过程。

例如,一些有机物可以吸收太阳辐射,并在光解之后形成自由基,进而参与气相氧化反应,促进气溶胶的形成。

在大气光化学反应中,还存在着一些关键物质,它们对气溶胶生成起着重要作用。

硫酸盐是大气中常见的一类颗粒物,其形成主要是通过硫氧化反应。

硝酸盐的生成则主要与氮氧化物的氧化反应相关。

另外,挥发性有机物(VOCs)在大气中也具有重要角色,它们可以在光照下发生氧化反应,生成具有较高溶解度的有机酸和有机过氧化物,从而促进气溶胶的生成。

除了光化学反应过程自身的影响,大气中的微观和宏观环境条件也会对气溶胶生成产生重要影响。

例如,温度、湿度、大气稳定度等因素都会影响光化学反应的速率和产物的分布。

此外,大气中的颗粒物也会成为催化剂,影响光化学反应的进行。

这些环境条件在不同地区和不同时期可能存在着很大的差异,这对气溶胶生成的地区差异和季节变化有着重要影响。

对于大气光化学反应对气溶胶生成的研究,我们需要结合实地观测和模型模拟进行综合分析。

实地观测可以提供真实的数据,揭示大气中物质的分布和变化趋势。

相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究

相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究

相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究相对湿度对气溶胶散射特性的观测研究摘要:相对湿度是描述大气中水汽含量的重要指标之一,与气溶胶的散射特性密切相关。

本研究通过观测和分析不同相对湿度下气溶胶的散射特性,探究相对湿度对气溶胶的光学性质影响的规律。

结果表明,相对湿度的变化可以显著影响气溶胶粒子的大小、复盘散射系数以及散射角分布等参数。

相对湿度增加会使得气溶胶粒子的大小增大,复盘散射系数减小,散射角分布逐渐偏向前向散射。

这些研究结果对于进一步认识大气中气溶胶的形成和演化过程,及其与大气光学、辐射平衡等问题具有重要的意义。

1.引言大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物质,其来源多样,包括自然源如海洋、植被等,也包括人类活动产生的燃烧、工业排放等。

气溶胶在大气中的存在对大气环境、气候变化和人类健康均有重要影响。

而气溶胶的光学性质是其影响大气光学、辐射平衡等过程的重要因素。

相对湿度是描述大气中水汽含量的指标之一,与气溶胶相互作用的情况较为复杂。

因此,研究相对湿度对气溶胶散射特性的影响,对于深入理解大气气溶胶的形成和演化过程具有重要意义。

2.实验方法本研究在某地开展了一系列的观测实验,分别在不同的相对湿度下采集气溶胶样品。

观测点选在空气清新、污染物排放较低的郊区地区。

通过气象仪器采集相对湿度的同时,设置气溶胶采集器,采样时间为连续24小时。

采集器的采样流量为固定值,采集的样品经过处理后,利用光散射仪对其进行散射特性的分析。

3.实验结果与分析将不同相对湿度下采集的样品带入光散射仪进行测试,得到相应的散射光谱。

通过分析不同相对湿度下的散射光谱,得到以下结果:3.1 气溶胶粒子的大小实验结果显示,随着相对湿度的增加,气溶胶粒子的大小呈现出增大的趋势。

这是由于气溶胶中的水汽吸收到颗粒表面,导致了粒径的增大。

相对湿度越高,吸收到颗粒表面的水汽越多,颗粒表面增大的幅度也越大。

3.2 复盘散射系数的变化相对湿度对气溶胶的复盘散射系数也有显著影响。

大气气溶胶的气象条件下沉降规律

大气气溶胶的气象条件下沉降规律

大气气溶胶的气象条件下沉降规律大气气溶胶是指空气中悬浮的微小颗粒物质,包括固态和液态颗粒物,如尘埃、烟雾、大气中的颗粒物等。

它们对大气环境和人类健康有着重要的影响。

而气象条件对大气气溶胶的沉降规律有着决定性的影响。

首先,温度是影响大气气溶胶沉降的重要因素之一。

在不同温度下,气溶胶的运动速度和扩散能力不同。

一般来说,冷空气中的气溶胶颗粒较容易沉降。

这是因为冷空气中气溶胶颗粒之间的相互作用较强,颗粒之间易形成团聚,从而增加了颗粒的沉降速度。

而在热空气中,气溶胶颗粒之间的相互作用较弱,颗粒更容易受到空气流动的影响而悬浮在空气中。

其次,湿度对大气气溶胶沉降也有一定的影响。

湿度越高,大气中的水分子越多,气溶胶颗粒表面会吸附一定数量的水分子,形成水膜。

这种水膜会增加气溶胶颗粒的质量,使其比原来更容易沉降。

因此,在高湿度条件下,气溶胶颗粒的沉降速度会相对较快。

此外,气压和风速也对大气气溶胶的沉降起着重要的影响。

气压越大,空气密度越大,气溶胶颗粒在重力作用下沉降的速度也会增加。

而风速对气溶胶的沉降起到了扩散的作用。

较大的风速会使气溶胶颗粒更容易被风带走,从而减缓其沉降速度。

值得一提的是,大气气溶胶的沉降规律也与颗粒物的大小有关。

细小的颗粒物受到气体分子的碰撞较明显,其沉降速度较大。

相反,较大的颗粒物由于受到浮力的影响,更容易悬浮在空气中,沉降速度相对较慢。

在城市中,由于工业生产、交通排放等活动,大气气溶胶的含量往往较高。

为了控制大气污染,一些城市采取了一系列的措施。

例如,提高空气质量标准,限制工业排放和交通排放,加强绿化建设等。

这些措施的有效性也与气象条件有关。

在热季节,高温和高湿度的气候条件使得大气中的颗粒物容易扩散,加剧了污染的程度。

因此,在这样的气候条件下,需要采取更加切实有效的措施来控制大气气溶胶的沉降。

总之,大气气溶胶在沉降的过程中受到多种气象条件的影响。

通过了解这些条件对气溶胶沉降速度的影响,有助于我们更好地理解大气环境中的气溶胶分布和扩散规律,为控制大气污染提供科学依据。

大气气溶胶与光化学反应的协同作用

大气气溶胶与光化学反应的协同作用

大气气溶胶与光化学反应的协同作用大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物质,其主要成分包括颗粒物、硫酸盐、硝酸盐、有机碳以及海盐等。

它们具有复杂的来源和组成,并且对大气环境和人类健康产生重要影响。

而光化学反应是指在太阳光的作用下,大气中氧、氮、臭氧和污染物之间发生的一系列化学反应。

大气气溶胶与光化学反应之间存在着协同作用,相互影响和相互作用,对大气化学和环境变化起到重要作用。

首先,大气气溶胶对光化学反应的影响主要体现在其吸收和散射太阳光的能力上。

大气气溶胶中的颗粒物会吸收和散射太阳光,改变太阳辐射的传播和分布。

吸收和散射产生的光学效应使得大气中的可见光和紫外光强度减弱,一定程度上减缓了光化学反应的速率。

此外,大气气溶胶的散射作用还能导致光线的扩散和分散,使得光子与气体分子之间的相互作用增强,进而增加光化学反应的机会。

其次,大气气溶胶还能通过表面反应和协同作用影响光化学反应的速率。

大气气溶胶的表面上常常附着着大量的水分子、臭氧、二氧化氮等光化学反应的关键物质。

这些物质与大气气溶胶发生吸附、吸收等表面反应,从而改变气溶胶颗粒表面的化学性质和反应能力。

这种表面反应不仅影响大气气溶胶的光学特性,还能影响其中长寿命的臭氧等物质的生成和分解速率,从而间接地调节和影响光化学反应的速率和产物分布。

另外,大气气溶胶还能通过调节大气中的湿度和温度等因素,影响光化学反应的速率和机制。

湿度和温度是光化学反应速率的重要影响因素,而大气气溶胶的存在会改变大气中的湿度和温度分布。

大气气溶胶的吸湿特性会导致大气中的湿度增加,从而改变混合气体中水蒸气浓度和分布,进而影响光化学反应的速率和机制。

此外,大气气溶胶还能对大气的温度分布产生影响,通过调节大气垂直温度梯度等因素,改变光化学反应的活性和速率。

总的来说,大气气溶胶与光化学反应之间存在着复杂的协同作用和相互影响。

大气气溶胶通过吸收和散射太阳光、影响大气化学物质的表面反应和协同作用,以及调节大气中的湿度和温度等因素,对光化学反应的速率和产物分布起到重要作用。

湿降水与大气环境中气溶胶相互作用的研究

湿降水与大气环境中气溶胶相互作用的研究

湿降水与大气环境中气溶胶相互作用的研究近年来,人类活动对大气环境造成了严重的污染。

尤其是气溶胶的排放,对大气环境和气候变化产生了重要影响。

湿降水作为大气污染物的清洗机制,与气溶胶的相互作用备受关注。

本文将深入探讨湿降水与大气环境中气溶胶相互作用的研究进展。

一、湿降水对气溶胶的清除机制湿降水作为大气中的一种自然清洗机制,对气溶胶的清除具有重要作用。

首先,气溶胶会充当云凝结核,促进云和降水的形成。

其次,湿降水中的水滴和降雨颗粒物与气溶胶碰撞后,会发生冲击、溅跳、碰撞和携带等过程,使气溶胶被集中到降雨颗粒物表面或完全沉降到地面。

此外,湿降水中的水滴还可通过湿沉降和雾滴沉积等过程,将气溶胶颗粒带入地表,起到清洁大气环境的作用。

二、湿降水与气溶胶的相互影响湿降水与气溶胶之间存在复杂的相互关系。

一方面,湿降水可以清除大气中的气溶胶,净化空气质量。

然而,根据实验和模型模拟结果显示,湿降水对气溶胶的清除效率与气溶胶浓度、湿度和水滴大小等因素密切相关。

另一方面,气溶胶也会对湿降水的形成和降水过程产生影响。

气溶胶充当云凝结核,增加云滴数量,提高云滴的活性能力,进而影响云和降水的形成。

此外,气溶胶对降雨的分布和强度也有一定的调节作用。

三、湿降水与气溶胶相互作用的调控机制湿降水与气溶胶相互作用的调控机制受到多种因素的影响。

其中,气溶胶的来源、种类和浓度是影响湿降水清除效果的重要因素。

不同来源和种类的气溶胶对湿降水的影响程度也有所不同。

此外,大气湿度、气温和风速等气象因素也会对湿降水与气溶胶的相互作用产生重要影响。

研究表明,湿降水对气溶胶的清除效果在不同季节、地区和气候条件下存在明显差异。

四、湿降水与气溶胶相互作用研究的挑战与前景湿降水与气溶胶相互作用的研究仍面临着一些挑战。

首先,湿降水与气溶胶的相互作用非常复杂,需要综合运用实验、观测和数值模拟等研究方法,以揭示其机制和过程。

其次,在实验研究中,湿降水和气溶胶的测量和分析技术仍存在一定的局限性。

二氧化硫在潮湿气溶胶表面的氧化速率研究

二氧化硫在潮湿气溶胶表面的氧化速率研究

二氧化硫在潮湿气溶胶表面的氧化速率
研究
二氧化硫(SO2)作为燃烧过程中释放到大气中的主要有
害物质,其特性不同于其他污染物,因其大气寿命短、转化非常快,可以随着大气运动进入其它区域,引起全球性大气污染。

因此,研究氧化速率以及考量气溶胶表面各种物理效应,对于了解二氧化硫在大气之中的演变和转化机制十分重要。

传统的化学反应过程模拟方法建立在气相反应的基础上,但多数地面观察发现浓度改变较小,且不同地点的观测结果有很大差异,故此相应假设仅仅气溶胶溶解分解不足以解释观测到的变化情况。

因此,该研究使用大气模式将二氧化硫氧化过程看作是一种表面反应,研究的内容包括了水溶液的表面合物、气溶胶的表面和物理化学性质对二氧化硫的氧化反应速率的影响。

干燥气溶胶表面的二氧化硫的氧化速率研究发现,与操作温度的升高而呈现的衰减拟合曲线,很大程度地受到
水溶液表面特性的影响,这表明水表面吸附能在反应中起到了重要作用。

此外,在潮湿空气气溶胶表面的二氧化硫的氧化速率研究,对比发现二氧化硫氧化速率随着湿度的增加一定程度减少,并且湿度改变很大程度上影响了二氧化硫的氧化速率,由此可见,水溶液表面与湿气溶胶表面应该有关系,研究认为是表面活性物质和相关联的化学机制造成的。

以上研究表明,水溶液表面的特性和湿气溶胶表面的机理,对于二氧化硫的氧化研究十分重要。

然而,在湿气溶胶表面的二氧化硫氧化领域,仍存在许多未解决的问题,如硫的原子还原机制的研究,表面特性的研究,识别气溶胶表面化学反应等。

未来有望根据二氧化硫在湿气溶胶表面的氧化反应模型,优化清洁空气技术以及减少空气污染。

大气环境中气溶胶吸湿特性与形成机制研究

大气环境中气溶胶吸湿特性与形成机制研究

大气环境中气溶胶吸湿特性与形成机制研究近年来,随着环境问题的日益凸显,大气污染成为了一个全球性的焦点。

而其中,气溶胶作为主要污染源之一,引起了广泛的关注和研究。

气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒,它们的存在对大气的光学、气候和生态环境等多个方面产生了重要影响。

而其中的吸湿特性与形成机制尤为引人关注。

气溶胶吸湿特性是指气溶胶颗粒对水分的亲和性。

亲水性较强的气溶胶颗粒能够快速吸收大气中的水分,导致颗粒增大,形成更大的颗粒。

这种现象在大气湿度比较高的地区尤为明显。

相反,疏水性较强的气溶胶颗粒则很难吸附水分,使得其大小维持在原有的程度上。

这种差异不仅与气溶胶颗粒的材料有关,还与其表面属性和颗粒形态等因素密切相关。

气溶胶在大气中形成是一个复杂而多参数影响的过程。

气溶胶形成的主要机制有凝结核形成、气-气共凝和气-液相转换等。

凝结核形成是指在大气中存在的微小颗粒作为凝结核,使得气溶胶颗粒不断增大。

这些微小颗粒可以是自然界中的灰尘、飞沫或生物颗粒等,也可以是业务活动排放的颗粒物。

气-气共凝是指两个或多个气溶胶颗粒间发生热力学反应,相互结合形成更大的颗粒。

此外,气-液相转换则是指气溶胶颗粒表面的物质与大气中的水分发生反应,导致结晶或液滴的生成。

了解气溶胶吸湿特性与其形成机制的研究对于科学家们深入了解大气污染形成机理、构建气溶胶模型以及制定相应污染治理措施具有重要意义。

首先,通过研究气溶胶吸湿特性,可以揭示气溶胶颗粒对于大气水循环的影响程度。

大气中的气溶胶颗粒能够充当云凝结核或云水滴的前体,从而直接影响云的形成、演变以及降水形式。

其次,深入了解气溶胶的吸湿特性和形成机制,可以为制定有效的气溶胶防治措施提供科学依据。

对于减少气溶胶颗粒的生成、控制粒径以及减少其吸湿性,都能够有效降低大气污染程度。

最后,气溶胶吸湿特性和形成机制的研究也有助于对于全球气候变化的预测和评估。

气溶胶作为气候变化的重要因素之一,其对大气辐射传输和云的形成产生着重要影响。

大气二次有机气溶胶形成机制及其影响因素分析

大气二次有机气溶胶形成机制及其影响因素分析

大气二次有机气溶胶形成机制及其影响因素分析大气二次有机气溶胶(SOA)是指在大气中形成的有机物质在气溶胶粒子上的沉积过程。

它们对大气质量和气候变化有着重要的影响。

本文将分析大气二次有机气溶胶形成的机制以及影响因素。

一、二次有机气溶胶形成机制大气二次有机气溶胶的形成主要有两个重要的机制,即气相氧化和粒子相非均相反应。

1. 气相氧化气相氧化是指气溶胶形成的有机化合物在气相中与氧气、光照等作用下发生氧化反应而生成二次有机气溶胶。

气相氧化的主要途径包括自由基反应、光化学反应和羟基自由基反应等。

其中,挥发性有机化合物(VOCs)与OH自由基的反应被认为是最重要的气相氧化途径。

2. 粒子相非均相反应粒子相非均相反应是指气相氧化生成的低挥发性有机化合物在气溶胶粒子表面与光照、湿度、氧气和其他气体相互作用形成二次有机气溶胶。

这些反应在气溶胶的液相和固相中发生。

例如,光化学反应和氧化反应可以在液相中分解挥发性有机化合物形成更稳定的二次有机气溶胶。

二、影响因素分析大气二次有机气溶胶的形成受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面。

1. VOCs的排放源VOCs是大气二次有机气溶胶形成的前驱物,它们的排放源可以是自然来源(如植物排放)和人为来源(如工业、交通尾气排放)。

VOCs的不同种类和浓度将直接影响二次有机气溶胶的生成速率和组成。

2. 大气光化学反应光照是气相氧化和粒子相非均相反应中不可或缺的因素。

阳光中的紫外线辐射能够启动气相氧化反应的进行,并促使有机化合物的光解。

此外,光照还可以加速液相中的化学反应,从而进一步形成二次有机气溶胶。

3. 大气湿度和温度湿度和温度是影响粒子相非均相反应的关键因素。

较高的湿度有助于维持气溶胶中物质的溶解度,从而促进有机化合物的氧化反应。

此外,湿度还可以影响液相中的反应速率和平衡,进一步影响二次有机气溶胶的生成。

温度对于气相氧化和粒子相反应的速率也有重要的影响。

4. 大气氧化剂的浓度大气中的氧化剂(如OH自由基、O3等)能够催化有机化合物的氧化反应。

邵阳市气象因子对大气污染物的影响分析

邵阳市气象因子对大气污染物的影响分析

邵阳市气象因子对大气污染物的影响分析邵阳市位于湖南省中部偏北地区,是一个典型的工农业结合部,工业发展较为集中。

大气污染是当前邵阳市面临的一个突出问题,影响着人民的身体健康和生活环境。

而气象因子作为大气污染物的重要影响因素之一,对大气污染物的生成、传输和清除起着重要作用。

本文将对邵阳市的气象因子对大气污染物的影响进行分析。

1. 温度:温度对大气污染物的生成影响较为显著。

在较高的温度下,大气污染物的生成速率较快,高温条件下氮氧化物和挥发性有机化合物的反应速率加快,臭氧的生成量增加。

2. 湿度:湿度会影响大气污染物的生成和清除过程。

较高的湿度有助于颗粒物的溶解和大气污染物的湿式沉降。

湿度还会影响气溶胶颗粒的大小和源强度,从而影响PM2.5和PM10的浓度。

3. 风速:风速对大气污染物的扩散和传输起着重要作用。

较高的风速会使大气污染物扩散范围增大,并促进污染物的输送和稀释,从而降低污染物浓度。

1. 风向:风向直接影响大气污染物的传输路径和距离。

如果河流、工业园区和城市等源排放物与下风向接近,风向就会对大气污染物的浓度和分布产生较大影响。

2. 大气稳定度:大气稳定度是指大气垂直混合程度的指标,它对大气污染物的传输和累积起着重要作用。

在较强的稳定情况下,大气污染物难以扩散,容易在较低层积累。

而在较弱的稳定情况下,大气污染物的扩散范围较大,浓度较低。

1. 降水:降水是大气污染物的重要清除机制之一,可以通过湿式沉降、洗净作用和大气湍流的增加来清除污染物。

降水对于水溶性污染物的清除效果更显著,而对于颗粒物的清除效果会受到颗粒物本身的性质和大小的影响。

2. 辐射:太阳辐射有助于大气污染物的氧化和清除。

辐射可以提供能量,促进污染物的化学反应。

辐射也可以增加大气层的稳定度,限制大气污染物的垂直混合。

邵阳市的气象因子对大气污染物有着重要的影响。

温度、湿度和风速等因素会直接影响大气污染物的生成和扩散,而风向和大气稳定度则会影响大气污染物的传输路径和浓度。

气象要素对反应性气体浓度影响分析

气象要素对反应性气体浓度影响分析

气象要素对反应性气体浓度影响分析气象要素如温度、湿度、气压、风速等,对反应性气体浓度有着显著的影响。

反应性气体是指通过氧化还原反应而产生的气体,如二氧化氮、臭氧、硫化氢等。

这些气体对人体健康和空气质量有着重要的影响。

温度对反应性气体浓度的影响:温度升高会促进反应性气体的生成,如二氧化氮的生成与温度正相关。

随着温度增加,反应性气体的反应速率也会增加。

此外,高温下气体扩散速度快,空气交换也会加快。

因此,当气温升高时,反应性气体浓度会增加。

例如,夏季是臭氧高峰期,这是因为酷热的天气使得反应性氮氧化物在大气中生成二氧化氮,形成臭氧和光化学氧化物(VOC)。

湿度对反应性气体浓度的影响:湿度是指空气中水蒸气的含量。

一些反应性气体,如臭氧、二氧化硫等,与湿度密切相关。

湿度越高,反应性气体中的水分子越多,反应速率也会增加。

但是,一些反应性气体与湿度的关系并不明显,如氮氧化物。

湿度的变化还会影响大气中的颗粒物浓度,进一步影响反应性气体浓度。

气压对反应性气体浓度的影响:气压是指空气的压强。

气压的变化对空气质量和反应性气体的生成并没有明显的关系。

但是,当气压下降时,大气中的含氧量也会下降,这会影响反应性气体浓度。

例如,高海拔地区的氧气含量较低,因此反应性气体的生成也会有所影响。

综上所述,气象要素对反应性气体浓度有着显著的影响。

为了保护人们的健康和改善空气质量,需要综合考虑气象条件的影响,并采取相应的防护措施。

例如,在高温、高湿、低气压和风速较低的环境中,可以采取减少车辆行驶、合理排放以及增加绿化等措施来降低反应性气体的浓度。

南京地区相对湿度对气溶胶含量的影响

南京地区相对湿度对气溶胶含量的影响

南京地区相对湿度对气溶胶含量的影响宋秀瑜;曹念文;赵成;杨思鹏【摘要】为了研究南京地区相对湿度对气溶胶的影响,利用位于南京信息工程大学的拉曼-瑞利-米氏激光雷达,分析湿度廓线对消光系数的影响;利用2014年3月~2015年2月国控点环境监测数据对可吸入颗粒物浓度特征进行统计,并与相对湿度进行逐月和四季对比分析,并计算各参数之间的相关系数,以期为南京市的城市布局与规划、大气污染治理等提供更多参考.结果表明,低空气溶胶的消光系数廓线与相对湿度廓线变化趋势高度一致,地面相对湿度与可吸入颗粒物浓度在一定湿度范围(以不发生重力沉降为界限)内,相对湿度越大越有利于颗粒物的形成,超过这个范围,相对湿度越大,颗粒物浓度越低,在南京地区,对于PM 10来说,这个界限在40%~49%,对于PM 2.5来说,这个界限在50%~59%.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)009【总页数】7页(P3240-3246)【关键词】气溶胶;可吸入颗粒物;相对湿度;消光系数【作者】宋秀瑜;曹念文;赵成;杨思鹏【作者单位】南京信息工程大学,气象灾害预警与评估协同创新中心,江苏南京210044;大连市气象装备保障中心,辽宁大连 116001;南京信息工程大学,气象灾害预警与评估协同创新中心,江苏南京 210044;南京市环境监测中心,江苏南京210029;南京信息工程大学,气象灾害预警与评估协同创新中心,江苏南京 210044【正文语种】中文【中图分类】X513随着城市化的推进,大气污染等诸多环境问题亟待解决.由于大气气溶胶可以通过吸收和反射地球和大气之间的辐射,影响区域乃至全球的气候生态环境 [1].气象条件的改变是造成气溶胶浓度变化的重要原因[2],对气象条件与气溶胶之间的关系展开研究,有助于治理气溶胶污染.此前,已有过很多相关研究,包括西藏地区干湿季节光学厚度与相对湿度的关系[3];北京地区气溶胶数浓度及其谱分布特征与相对湿度的关系[4];上海地区不同粒径大气气溶胶的数浓度和质量浓度与各气象因素之间的关系[5];南京地区气溶胶与云的互相影响[6];广州地区使用干状态下的浊度计和MAAP,以及环境状态下的消光仪,假设吸收系数不随湿度改变的情况下,计算得到环境湿度下的散射吸湿增长因子[7];天津地区不同气象要素及粒子含量对气溶胶含量的贡献率[8].20世纪80年代以来,中国经济规模的快速发展,城市扩张和人口聚集,对能源的需求量越来越大,使得污染问题更为突出.通过对1980~2005年间中国31个省会城市的雾霾情况做过统计,发现南京作为长江三角地区的中心城市,近年来雾霾增长趋势明显[9].大气中的可吸入颗粒物浓度的上升是导致灰霾现象的主要原因,它会对人类健康[10-12]和大气能见度产生严重的负面影响.本文对晴天激光雷达观测资料进行反演,结合温度廓线和相对湿度廓线,对垂直方向上的观测数据进行分析,对2014年3月~2015年2月的PM10浓度和相对湿度数据进行地面观测数据分析,研究南京地区相对湿度对气溶胶含量的影响.地面相对湿度的逐日逐时数据监测资料来源于Weather Underground,南京监测点位于118.80°E, 32.00°N,垂直分辨率为100~1000m不等.2010~2011年的温度、相对湿度探空数据是从美国怀俄明大学工程学院大气科学系网站查询得到.观测点是位于南京信息工程大学内部的中国气象局综合观测实验基地(118.7°E,32.2°N),与Weather Underground的监测点距离24.1478km.观测仪器采用中科院安徽光学精密机械研究所研制的拉曼-瑞利-米氏三通道激光雷达(RRML).2014年3月~2015年2月PM10和PM2.5质量浓度的小时变化数据是由南京市环保监测站提供的9个站点(分别为浦口站、奥体中心站、草场门站、迈皋桥站、瑞金路站、山西路站、仙林大学站、玄武湖站和中华门站)小时变化数据处理得到. 一次散射的激光雷达方程为[17]:式中:P(r)为高度r处的大气后向散射回波功率,W; P0为发射激光束的功率,W;c为光速,τ为一个脉冲持续时间,s;A为接收望远镜的有效接收面积, mm2; 、分别为高度r处大气的后向散射系数和消光系数,和.根据Klett假定的大气消光系数和后向散射系数之间存在的关系,得到一个反演消光系数的稳定解:式中:rm是参考高度,m;Sm为参考高度处的距离矫正信号的对数;S为距离矫正信号的对数;k为后向消光对数比;sm为参考高度处的消光系数.由于阴霾天气下回波信号随高度衰减严重,获得的有效数据相对较少,因此Mie散射激光雷达对气溶胶的观测试验主要选择在晴天进行.处理激光雷达回波信号分3步进行:①扣除背景信号:从原始数据中分别扣除背景信号,从而得到实际的大气后向散射回波信号,通常情况下,取13~15km回波信号的平均值作为背景信号;②平滑滤波:对大气后向散射回波信号进行分区域、十一点三角平滑滤波处理,以降低大气自身起伏带来的随机噪声;③利用Klett方法,计算气溶胶的消光系数.有研究指出,南京地区晴好天气的k值取1 [13].如图1(a)~(h)为2011年3月17日、3月25日、5月13日、5月14日4天晴好天气的观测结果,其中蓝线表示利用Klett方法对南京信息工程大学观测实验基地数据反演得到的消光系数廓线,红色实线和黑色虚线分别表示对应的从美国怀俄明大学工程学院大气科学系网站查询得到的温度廓线和湿度廓线.可以发现,这4天逆温现象不明显,逆温的影响不予考虑.整体上,气溶胶消光系数的垂直分布特征与相对湿度在垂直高度上的变化趋势结果接近.图1(a)(b)的消光系数与相对湿度均在从近地面开始增大,在1km左右出现一个小高峰后开始下降,在1.8km左右达到最低值并且一直趋于稳定,图1(a)的消光系数从高度10km处开始增长,并在10~12km之间先后出现两次波峰,且相对湿度保持在一个稳定的高值(接近80%),说明此处有云;图1(c)(d)的消光系数与相对湿度均在3km左右出现了谷值,在6km左右出现了峰值,紧接着2个曲线都出现了次高峰,分别在6.8,8.8km附近,这种差异可能是由于相对湿度的观测点和激光雷达的观测点位置存在差异导致的,在6km附近消光系数出现峰值且相对湿度高达80%,说明6km附近有云;图1(e)(f)的消光系数与相对湿度从近地面开始在2km附近出现一个小高峰,然后一直保持低值,在7km附近首次达到峰值后在8.5km附近达到了次波峰,在7km附近消光系数出现峰值且相对湿度高达80%,说明此处亦有云存在.图1(g)(h)的消光系数与相对湿度均从近地面一直保持低值,在10km左右二者均出现了峰值,此处也是因为受到云的影响.一些GCM的模拟表明[14-16],当云和气溶胶共同存在于高相对湿度下,由于云区产生的辐射强迫要比晴空区小得多,这样总辐射强迫将会减小,减小的幅度基本取决于云的光学厚度.当相对湿度达100%时,辐射强迫会减小50%.但相对湿度小于90%时,只减小5%~20%.所以仅对非云区域进行分析,分析产生现象的原因是,随着湿度的增加,吸湿性和溶解性气溶胶粒子的尺度将随之增大.这种增大一方面依赖于大气中水汽的含量;另一方面,它还依赖于气溶胶粒子的物理特性和化学成分.在粒子与周围空气相互作用的过程中,气溶胶粒子将会与水混合,粒子的尺度及其分布、形状以及化学构成均将发生变化,从而其折射指数和粒子的众数半径也随之改变,并引起粒子消光特性的变化.若温度均匀变化,气溶胶消光系数会随着相对湿度的增大而增大[17-19].同时也说明了南京市大气中水溶性粒子比较多[5].由于激光雷达有探测盲区,所以利用相对湿度和环保监测站的气溶胶PM­10质量浓度对比分析相对湿度对近地面气溶胶含量的影响.图2是2014年12个月PM10月平均质量浓度和相对湿度的小时变化,从图中可以看出,PM10质量浓度日变化的昼夜变化明显,呈双峰型结构,峰值分别出现在8:00~9:00和22:00~23:00,分析原因是此时间段多出现逆温,阻碍了空气的垂直对流运动,大气相对稳定,不利于扩散,造成了包括PM10在内的时间段,气溶胶浓度处于高值;从整体峰值高低来看,在7月达到最小值,在1月达到最大值,1月取暖设备的使用量增多,汽车冷启动增加,再加上太阳辐射弱,大气层结稳定,静风、小风频率高,逆温易发,不利于大气颗粒物的扩散,在10月和5月浓度值也较高,这是因为10月是旅游黄金期,人们出行增加,机动车的使用量增加,再加上10月降雨量偏低,使得二者浓度高, 5月为秸秆焚烧的高峰时期,导致大气颗粒物浓度升高[20].冬季月份的峰值明显高于夏季,分析原因,一是冬季取暖烧煤会产生大量的颗粒物,二是夏季由于雨水的冲刷和空气湿度的增大,自然界中各成分的吸附性比较大,导致空气中的颗粒物含量减少;从一天的小时变化中看,最小值出现在14:00左右,分析原因是此时是一天中对流最强烈的时间段.由此可见,人类生活对PM10质量浓度有较大影响.从图2可以看出,0:00~8:00时,随着地面相对湿度升高,PM10质量浓度开始下降,经统计分析(表1),除8月和12月,PM10与相对湿度均呈负相关,其中3月和5月在水平上相关性显著,相关系数分别为-0.965和-0.949, 2月在水平上相关性显著,相关系数为-0.708.分析其原因,当空气相对湿度偏大时,空气中水汽含量增大,PM10固体颗粒物周围被水份包裹,由于水份增加导致PM10颗粒物密度变小,浓度变低,造成PM10值减小.同时由于PM10颗粒物周围被水份包裹,质量加重,重力增大造成一定程度沉降,从而减小PM10浓度[21].而8:00~23:00时,随着地面相对湿度下降,PM10质量浓度开始下降,经统计分析,除7月外的其余月份二者均呈正相关,其中,除8月在水平上相关性显著(相关系数为0.541),其余月份均在水平上正相关性显著.分析其原因是水汽对大气颗粒物具有吸附作用,在空气湿度较大而未发生沉降的情况下,颗粒物附着在水汽中,悬浮在低空不易扩散,从而造成颗粒物高浓度污染[22].图3是2014年3月~2015年2月PM10的平均质量浓度的每小时变化四季对比,从图中可以看出该值的四季质量浓度值变化趋势,冬季>春季>秋季>夏季,且相比于其他季节,夏季污染物质量浓度日变化比较平缓,这主要因为夏季气候相对比较稳定,而冬季由于风速较大,冷空气活动较强,造成局部扬尘,表现出质量浓度日变化的不规则;夏季是一年中相对湿度最大的季节,对应的PM10的平均质量浓度最低,冬季是一年中相对湿度最小的季节,对应的PM10的平均质量浓度最高.四季的质量浓度日变化呈双峰型结构,峰值分别出现在 8:00和19:00,分析这2个时间点正好是上下班交通高峰期,加上冬季此时多出现逆温,大气相对稳定,不利于扩散,造成PM10的浓度高值,尤其是冬季的高浓度.可见交通、生活源对南京地区PM10浓度的变化也有较大的影响.对南京市2014年3月~2015年2月每小时的PM10、PM2.5质量浓度和相对湿度数据进行统计,结果见表2.可以看出,南京市全年相对湿度维持在一个较高水平.从相对湿度为0%开始,随着相对湿度增加,PM10质量浓度增大,当相对湿度达到40%~ 49%之间,PM10质量浓度达到峰值,此后,随着相对湿度的增加,PM10质量浓度开始降低;从相对湿度为0%开始,随着相对湿度增加,PM2.5质量浓度增大,当相对湿度达到50%~59%之间,PM2.5质量浓度达到峰值,此后,随着相对湿度的增加,PM2.5质量浓度开始降低.图1中在垂直方向上的非云区域,相对湿度范围在59%内,气溶胶含量随着相对湿度增大而增大.经对全年数据进行统计分析发现PM10与相对湿度呈现负相关,在水平上相关性显著,相关系数为-0.818,分析其原因是由于南京市相对湿度范围在40%以上的时间占全年的93.48%,所以从全年整体来看,南京市相对湿度越大,气溶胶含量越低,如图4. 南京地区相对湿度对气溶胶含量的影响很大,分析原因,一是由于南京市处于长江中下游中部,且是三面环山、一面临水的盆地状地形,因而形成了较差的大气扩散条件,二是南京地区基础制造业和轻工业发达,重化工业比重大,有研究表明,南京地区颗粒物最大的污染源是工业源,其次是各种来源的扬尘[23],这些污染源都会产生大量SO2和NO2,它们是形成二次气溶胶的前体物,二次有机气溶胶的转化生成和积累老化是引起颗粒物(主要是细颗粒物)浓度升高的主要原因[24],所以,气溶胶颗粒物中硫酸盐、硝酸盐等无机盐的比例越高,颗粒物的亲水能力越强,从而相对湿度对气溶胶产生的影响也就越大 [25].3.1 在1.2~12km高度范围内非云区域,气溶胶消光系数廓线与该时刻的相对湿度廓线变化趋势保持高度一致,即消光系数会随着相对湿度的增大而增大.3.2 通过对2014年南京环境空气国控点数据监测的PM10质量浓度数据和相应的相对湿度小时变化对比发现,在近地面,气溶胶质量浓度有明显的双峰型日变化,在0:00~8:00期间,PM10质量浓度会随着相对湿度的升高而降低,在8:00~23:00期间,PM10质量浓度会随着相对湿度的降低而降低.3.3 随着相对湿度的上升,大气颗粒物浓度表现出不完全一致的变化趋势.在一定湿度范围内(PM10是40%~49%以内,PM2.5是50%~59%以内)相对湿度越大越有利于颗粒物的形成,相对湿度是影响可吸入颗粒物污染的一个较为重要的因素,尤其是高湿度空气容易造成颗粒物的较重污染.超过这个范围,相对湿度越大,颗粒物浓度越低.[1] 邱金桓,吕达仁,陈洪滨,等.现代大气物理学研究进展[J]. 大气科学,2003,27(4):628-652.[2] Wang K Y, Wang X M, Zhang R J, et al. 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Research of Environmental Sciences, 2008.[3] 张军华,刘莉,毛节泰.地基多波段遥感西藏当雄地区气溶胶光学特性[J]. 大气科学,2000,24(4):549-558.[4] 张仁健,王明星.北京地区气溶胶粒度谱分析初步研究[J]. 气候与环境研究, 2000,5(1):83-88.[5] 林俊,刘卫,李燕,等.大气气溶胶粒径分布特征与气象条件的相关性分析[J]. 气象与环境学报, 2009,25(1):1-5.[6] 李琦,银燕,顾雪松,等.南京夏季气溶胶吸湿增长因子和云凝结核的观测研究[J]. 中国环境科学, 2015,35(2):337-346.[7] Liu X, Zhang Y, Jung J, et al. Research on the hygroscopic properties of aerosols by measurement and modeling during CAREBeijing-2006 [J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2009,114(16): 4723-4734.[8] 边海,张裕芬,韩素芹,等.天津市大气能见度与颗粒物污染的关系[J]. 中国环境科学,2012,32(3):406-410.[9] Che H Z, Zhang X Y, Yang Y, et al. Haze trends over the capital cities of 31provinces in China, 1981~2005. [J]. Theoretical & Applied Climatology, 2009,97(3/4):235-242. 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The impact of relative humidity on the radiative property and radiative forcing of sulfate aerosol [J]. 气象学报英文版, 2001,15(4):465-476.[18] Zhang R, Wang M, Fu J. Preliminary research on the size distribution of aerosols in Beijing [J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2001, 18(2):225-230.[19] Howell S G, Clarke A D, Shinozuka Y, et al. Influence of relative humidity upon pollution and dust during ACE-Asia: Size distributions and implications for optical properties [J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 2006,111(D6):925-946. [20] Che H, Qi B, Zhao H, et al. Aerosol optical properties and direct radiative forcing based on measurements from the China Aerosol Remote Sensing Network (CARSNET) in eastern China [J]. Atmospheric Chemistry & Physics, 2018,18(1):405-425.[21] 徐杰,匡汉祎,王国强,等.PM2.5与空气相对湿度间关系浅析[J]. 农业与技术, 2017,37(9).[22] 王明星.大气化学[M]. 北京:气象出版社, 1999.[23] 安静宇.长三角地区冬季大气细颗粒物来源追踪模拟研究[D]. 上海:东华大学, 2015.[24] 东梅,黄茜,陈璞珑,等.无锡市细颗粒物理化特征和来源解析研究[J]. 南京大学学报(自然科学), 2016,52(6):1029-1040.[25] 潘小乐.相对湿度对气溶胶散射特性影响的观测研究[D]. 北京:中国气象科学研究院, 2007.[26] Ghan S J, Easter R C. Comments on A limited-area-model case study of the effects of sub-grid scale variations in relative humidity and cloud upon the direct radiative forcingof sulfate aerosol [J]. Geophysical Research Letters, 1998,25(7):143-146.Effect of relative humidity on aerosol content in Nanjing.。

相对湿度对大气气溶胶消光系数的影响

相对湿度对大气气溶胶消光系数的影响

相对湿度对大气气溶胶消光系数的影响沈雷;顾芳;张加宏;刘毅【摘要】The extinction coefficient is one of the critical parameters of the aerosols optical properties.In this study,the influence of relative humidity on the extinction coefficient of spherical particles has been carefully investigated,based on combining the Mie scattering theory with the humidity growth model of the particle size and the refractive index.The results indicate that the particle size increases and the refractive index decreases with the increase of relative humidity in the range 60%-95 %when the incident wavelength is 808 nm,which leads to the right shift of the extinction coefficient curve as well as the more obvious fluctuation of the curve.Furthermore,the extinction coefficient of small particles exponentially increases with the increase of relative humidity,while that of the larger particle decreases with small fluctuations.In addition,the law between the extinction coefficient and the relative humidity for small particles remain unchanged under different incident light conditions.The results of this work provide an important theoretical guidance for the study of the optical properties of aerosols and the atmospheric environmental quality.%消光系数是气溶胶颗粒物光学性质的关键参数之一.基于Mie散射理论和气溶胶颗粒粒径及折射率的湿度增长模型,本文详细研究了气溶胶吸湿性对其消光系数的影响.计算结果表明:当入射光波长为808 nm、相对湿度在60%~95%之间增加时,因颗粒粒径的增长及折射率的减小,导致颗粒物消光系数曲线右移且其波动性更加明显;而对于同一球形颗粒,小粒径颗粒的消光系数随相对湿度的增加呈指数规律增大,较大粒径颗粒的则表现为波动减小趋势.此外,在不同入射光条件下,小颗粒消光系数与相对湿度之间的关系保持不变.本文的计算结果对气溶胶光学性质与大气环境质量的研究具有一定的参考价值.【期刊名称】《光散射学报》【年(卷),期】2017(029)003【总页数】6页(P251-256)【关键词】气溶胶;Mie散射;消光系数;相对湿度【作者】沈雷;顾芳;张加宏;刘毅【作者单位】南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京210044;南京信息工程大学物理与光电工程学院,南京 210044;南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京210044;南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室,南京210044;南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京210044【正文语种】中文【中图分类】O436.2气溶胶颗粒物的增多对人体健康与大气环境造成了诸多负面影响,如:引起呼吸道疾病及心肺疾病,尤其是可入肺颗粒物PM2.5(空气动力学等效直径小于等于2.5 μm 的颗粒)[1];使得大气能见度降低[2];吸收和散射太阳辐射,直接改变地─气系统的能量收支,影响气候变化[3-4],因而气溶胶在大气科学和环境科学领域受到日益广泛的关注。

相对湿度对大气气溶胶粒子短波辐射特性的影响

相对湿度对大气气溶胶粒子短波辐射特性的影响

相对湿度对大气气溶胶粒子短波辐射特性的影响
杨军;李子华;黄世鸿
【期刊名称】《大气科学》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】利用Mie散射原理和重庆实测气溶胶资料,详细计算了边界层的内单个气溶胶粒子的光学特性参量,气溶胶粒子群体的散射,吸收,消光系数及不对称因子,散射比,光学厚度;进而采用二流近似和累加法计算了边界层内大太阳短波辐射增温率,目的在于研究相对湿度对以上各特性参量的影响,结果表明,相对湿度在65%~95%之间变化时,对气溶胶料子群体光学特性参数和太阳增温率的影响在量级上可与气溶胶粒子浓度成倍变化的影响相比拟
【总页数】1页(P239)
【作者】杨军;李子华;黄世鸿
【作者单位】南京气象学院;南京大学大气科学系
【正文语种】中文
【中图分类】X513
【相关文献】
1.大气气溶胶粒子影响深对流云降水的国外最新研究进展 [J], 许霖;金莲姬;覃峥嵘;翟晴飞
2.建筑物、地面对短波天线辐射特性影响的仿真分析 [J], 崔彦军;郭宏;陈星;黄卡玛
3.非球形气溶胶粒子及大气相对湿度对自由空间量子通信性能的影响∗ [J], 聂敏;
任家明;杨光;张美玲;裴昌幸
4.相对湿度对气溶胶辐射特性和辐射强迫的影响 [J], 张立盛;石广玉
5.不变嵌入T矩阵法研究湿度对气溶胶粒子辐射特性的影响 [J], 胡景波;王丹丹;吴彬
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大气温湿度场对大气污染扩散的影响研究

大气温湿度场对大气污染扩散的影响研究

大气温湿度场对大气污染扩散的影响研究大气污染是当前社会面临的重要环境问题之一,其对人类健康和环境质量造成严重影响。

而大气温湿度场作为大气环境中一个重要的因素,对于大气污染的扩散也有着重要的影响。

本文将探讨大气温湿度场对大气污染扩散的影响。

首先,大气温湿度场的变化会影响大气层中气体的扩散情况。

温度和湿度的变化会导致气体的扩散速度发生变化,进而影响大气污染物的扩散范围和浓度分布。

当温度较高、湿度较低时,气体的扩散速度较快,大气污染物容易扩散到较远的地方;而当温度较低、湿度较高时,气体的扩散速度较慢,大气污染物容易在局部区域内停滞累积。

因此,大气温湿度场的变化将直接影响大气污染物的扩散范围和浓度分布。

其次,大气温湿度场的变化还会对大气污染物的化学反应产生影响。

温度和湿度对于气体的化学反应速率有重要影响。

高温和湿度条件下,气体分子的活动性较高,化学反应速率加快;低温和湿度条件下,气体分子的运动能力减弱,化学反应速率减慢。

大气污染物的光化学反应和氧化反应在不同的温湿度条件下的速率会有所变化,从而影响污染物的浓度和种类的变化。

因此,大气温湿度场的变化对大气污染物的化学反应产生直接的影响。

此外,大气温湿度场的变化也会影响大气层中的风场格局,进而对大气污染物的传输路径产生影响。

温度和湿度的空间分布不均匀会引起气流的运动,形成各种风系。

在不同的风系下,大气污染物的传输路径也会有所不同。

例如,在低温和湿度较高的条件下,形成较强的下沉气流,将污染物运输到地面;而在高温和湿度较低的条件下,则容易出现上升气流,污染物会随着气流层抬升而向高空传输。

因此,大气温湿度场对于大气污染物的传输路径具有重要影响。

总结起来,大气温湿度场对大气污染扩散具有重要影响。

温度和湿度的变化直接影响大气污染物的扩散范围和浓度分布,而温湿度场的变化也会影响大气污染物的化学反应速率和传输路径。

因此,深入研究大气温湿度场对大气污染扩散的影响,对于改善大气环境质量和减少大气污染具有重要意义。

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1 卷第 第2
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酸性 和非 酸性湖 泊的沉 积 物 中 微 生 物 的 活 动与 贡献

本 文 报 导 了在 酸 性 化程 度 的 关 系
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,
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以 评 估 湖 泊酸 化 的影 响
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