大气气溶胶 特性物理量等基础知识
大气气溶胶特性及来源分析
大气气溶胶特性及来源分析大气气溶胶是指悬浮在空气中的微小粒子，这些微小粒子对于大气的光学、辐射和化学过程都有着重要的影响。
了解大气气溶胶的特性和来源对于研究大气环境质量和气候变化具有重要意义。
大气气溶胶的特性主要包括其组成、粒径分布、光学特性和化学特性。
根据组成的不同，大气气溶胶可以分为无机气溶胶、有机气溶胶和混合气溶胶。
无机气溶胶主要由硫酸盐、硝酸盐、铵盐和海盐等组成，有机气溶胶主要包括有机碳、挥发性有机物和黑碳等。
大气气溶胶的粒径分布非常广泛，从几纳米到数十微米不等。
粒径越小，气溶胶的对流输送越明显，对气候的反射和散射作用也越强。
大气气溶胶的来源非常复杂，主要包括自然源和人为源。
自然源主要来自于植物排放的挥发性有机物、海洋表面的气溶胶生成和火山喷发等。
人为源主要来自于燃煤、燃油和燃气等燃烧活动产生的大颗粒物，以及工业排放、交通尾气和生物质燃烧等过程产生的大颗粒物和细颗粒物。
近年来，随着人类活动的不断增加，人为源对大气气溶胶的贡献也逐渐增加，成为了主要的气溶胶来源之一。
为了更好地了解大气气溶胶的特性和来源，科学家们进行了大量的研究和观测。
通过使用气溶胶质量光谱仪、激光粒度分析仪、核素分析仪和气溶胶质量谱仪等设备，科学家们可以对大气气溶胶的特性进行详细的分析。
此外，还可以通过采集不同来源的气溶胶样品，进行元素分析和同位素分析，从而判断气溶胶的来源和形成机制。
大气气溶胶的特性和来源分析有助于我们更好地理解气溶胶对大气和生态系统的影响。
气溶胶的光学特性可以影响太阳辐射的吸收和反射，从而对地球的能量平衡和气候变化产生重要影响。
此外，气溶胶还可以作为云凝结核，影响云的形成和降水的分布。
另外，气溶胶还可能带有多种有害物质，例如重金属、有机污染物和致癌物质，对空气质量和人体健康造成潜在威胁。
为了减少大气气溶胶的排放和控制其对环境和健康的影响，采取有效的措施非常必要。
首先，减少燃烧活动和工业排放是关键。
通过推广清洁能源、提高能源利用效率和加强环境管理等措施，可以有效减少大气气溶胶的排放。
大气物理大气气溶胶-PPT精选文档
2.6.1 气溶胶粒子的谱分布
气溶胶粒子的谱分布是指对应于不同半径的 气溶胶粒子浓度的分布。
一、气溶胶粒子的分类
◇按尺度大小对气溶胶粒子的分类：（空气动力学等效半径）
爱根核（半径r<0.1μm） 大粒子（0.1μm <r< 1μm ） 巨粒子（半径r>1μm） 小离子（半径r<0.005μm） 大离子（半径r>0.005μm）
2.6 大气气溶胶
气溶胶原意是指悬浮在气体中的固体和 （或）液体微粒与气体载体组成的多相体系。
大气中含有悬浮着的各种固体和液体粒子，例如 尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉，以及由 水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子。
所以可以把空气看成是一种气溶胶。
习惯上大气气溶胶是指大气中悬浮着 的各种固态和液态粒子。
2.6.2 气溶胶粒子的来源
气溶胶粒子的来源很广，有自然的，也有人为的。
一、土壤、岩石风化及火山喷发的尘埃 如1991.6非律宾皮纳图博强火山爆发
二、烟尘及工业粉尘
人类活动产生的气溶胶粒子的浓度有明 显的日变化：
◇清晨，浓度最大； ◇中午前后，浓度最小 ◇黄昏，浓度又增加； ◇夜间，浓度再次减小。
包括霾、飘尘、烟雾、冰晶、云雾滴、 雨滴、 雪花、霰、冰雹等。
空气中这些粒子的浓度很低，它们的存在并不影响空气 的动力学特征，同时粒子又具有独立于空气的物理化学特性， 这些都是我们所需关注和研究的。
云雾滴、 雨滴、雪花、霰、冰雹等水质物的粒子将在 《大气物理学》中详细叙述，本节只简单介绍其他固体大气 气溶胶粒子的基本状态。
◇按在空中停留时间对气溶胶粒子的分类： 降尘：(直径D>10μm) 飘尘：(直径D<10μm)
气溶胶的基本特征课件
THANKS
感谢观看
改变云的形成和降水过程
01
影响地面对太阳辐射的吸收和反射
02
增加温室效应
03
对空气质量的影响
降低能见度
增加大气污染
形成光化学烟雾
对人类健康的影响
呼吸系统疾病 心血管系统疾病 增加死亡率
05
气溶胶的监测与测量方法
监测站点布局与采样方法
监测站点布局
采样方法
气溶胶测量仪器与技术
仪器
气溶胶测量仪器包括颗粒物计数器、粒子质量浓度测量仪、气溶胶质谱仪等。这 些仪器可以测量不同物理和化学性质的气溶胶，如颗粒物大小、成分和数量浓度 等。
06
气溶胶的控制与减排策略
减少排放源的措施
工业生产
控制工业生产过程中的废弃物排放，推广清洁生产技术，降低气 溶胶颗粒物产生。
能源利用
优化能源结构，减少燃煤和燃油使用，发展清洁能源，降低硫氧 化物、氮氧化物等气溶胶前体物的排放。
农业活动
推广有机肥和低毒农药使用，减少土壤和农作物中气溶胶颗粒物 的产生和排放。
控制大气中已有的气溶胶的措施
颗粒物排放控制
大气中已有气溶胶的去除
发展新型的气溶胶控制技术
新材料应用
研发新型材料，降低气溶胶颗粒物的产 生和排放，如低散发材料、水性涂料等。
VS
技术创新
推动清洁能源技术创新，提高能源利用效 率，减少气溶胶颗粒物的排放。如发展高 效、低成本的清洁能源转换技术、废弃物 资源化利用技术等。
气溶胶的性 质
物理性质
化学性质 环境影响
02
气溶胶的物理特性
粒子尺寸分布
气溶胶粒子大小通常在0.1-100 微米之间，其中大部分粒子在1-
分析气溶胶的形成和物理性质
分析气溶胶的形成和物理性质气溶胶是由固体或液体微粒悬浮在气相中的复杂混合物。
它们的来源包括天然和人工的过程，如火山喷发、森林火灾、工业排放、机动车辆尾气等。
气溶胶对公共健康和环境有着重要的影响，因为它们能够吸收或反射太阳辐射，影响地球能量平衡和气候，同时也能够对呼吸系统等产生负面影响。
本文将介绍气溶胶的形成机制和物理性质，为进一步了解气溶胶的环境影响提供更深入的理解。
一、气溶胶的形成机制气溶胶形成主要分为两种机制：核化和凝聚。
核化是指气态物质原子或分子自由组合形成稳定的固体或液体微粒的过程。
例如，大气中的氧、硫和氮等元素能够通过光和化学反应形成具有一定大小的微粒，成为大气气溶胶的一部分。
凝聚是指气溶胶微粒之间的相互作用力超过它们之间的热运动能量时，微粒彼此凝聚形成更大的微粒的过程。
这种过程可能是由于物理或化学作用导致的。
二、气溶胶的物理性质气溶胶化学和物理性质的复杂性导致了它们影响因素的巨大不确定性。
然而，它们的一些物理性质可以通过实验测量和数学模型进行研究。
大小和形状：气溶胶微粒的大小和形状可以对其行为和环境影响产生重要影响。
较小的微粒可以更容易地穿过人体呼吸系统并进入肺部，从而可能对健康造成负面影响。
形状和表面特性也与气液界面能量有关。
成分：气溶胶的成分对其环境化学和物理性质产生关键影响。
它们的化学成分取决于它们的来源。
例如，来自森林火灾的气溶胶中能够检测到碳和有机污染物，而来自工业排放的气溶胶中则可能含有重金属和硫酸盐等化学成分。
光学性质：气溶胶对太阳辐射的吸收和散射能够影响大气能量平衡和气候。
气溶胶的反射能力、散射角度和发散性不同，导致它们的光学性质也不同。
结论气溶胶的物理性质和影响因素非常复杂。
需要通过实验和数学模型的结合来建立气溶胶的化学和物理特征，进一步研究它们对公共卫生和环境的影响。
希望通过深入研究气溶胶，为缓解大气污染和气候变化等问题提供更有效的解决方案。
大气气溶胶的形态特征与物理性质分析
大气气溶胶的形态特征与物理性质分析大气气溶胶是指在大气中悬浮的微小杂质颗粒或液滴。
它们由各种物质组成，包括尘埃、烟雾、有机物和化学气体。
这些气溶胶对气候变化、空气质量和人类健康等方面都有重要影响。
因此，深入了解大气气溶胶的形态特征和物理性质对我们认识大气环境的变化和改善大气质量具有重要意义。
大气气溶胶的形态特征分为固态和液态两种形态。
固态气溶胶主要由尘埃、冰晶和盐粒组成。
尘埃是源自于土壤、风沙、火山喷发等的颗粒物质，具有较大的粒径和较高的密度。
冰晶则来自于云中的水分子结晶形成的形状各异的颗粒，它们在高空形成云和降水的过程中起着关键作用。
盐粒则是海洋中的气溶胶微粒，由于它们能产生云凝结核，对云的形成和特征起到重要调节作用。
液态气溶胶主要由烟雾和云滴组成。
烟雾由燃烧产生的颗粒物质构成，其形成主要源于工业排放、温室气体和汽车尾气等。
烟雾中的颗粒细小而稳定，对环境污染和人类健康有严重影响。
云滴则是在大气中的饱和水蒸气凝结形成的液滴，它们的大小和分布直接影响云的性质和类型。
云滴的形成和消散与大气中的气象因素、气流和气候等密切相关。
除了形态特征，大气气溶胶的物理性质也是研究的重要内容。
其中最常见的性质是粒径和浓度。
粒径是指气溶胶颗粒的大小，其直接影响着颗粒在大气中的传输方式和沉降速度。
细小的颗粒更容易悬浮在空气中，并且能够长时间停留在大气中。
大颗粒则容易随着重力沉降到地面。
浓度则是指单位体积内气溶胶颗粒的数量。
由于大气气溶胶浓度的高低与空气质量和健康关系密切，浓度的监测和调控成为环境管理的重要任务。
此外，大气气溶胶的光学性质也是研究的热点之一。
光学性质包括散射、吸收和透过等。
散射是指气溶胶颗粒对入射光的改变方向。
不同类型的气溶胶颗粒具有不同的散射特性，这一特性被广泛应用于大气遥感和气溶胶监测中。
吸收是指气溶胶颗粒吸收入射光能量的过程，其强度与颗粒的化学成分和大小有关。
透过则是指入射光通过颗粒层后继续传播的现象，其强度与颗粒浓度和粒径密切相关。
气溶胶物理化学特性研究及应用
气溶胶物理化学特性研究及应用气溶胶是指在气体中悬浮的微观颗粒物质，其尺寸一般在几纳米至数十微米之间。
气溶胶由于其微观特性和物理化学特性的固有特征，得到了广泛的研究和应用。
本文将分别从气溶胶的物理化学特性、气溶胶的表征、气溶胶的应用等方面进行详细介绍。
一、气溶胶的物理化学特性1.大小分布：气溶胶的粒径大小决定其在大气中的行为，通常采用数值大小分布函数、自由分子扩散方程等方法进行研究。
2.形状：气溶胶的形状对其光学和化学反应具有重要影响，研究气溶胶的形状将对在环境和人体健康等方面有着重要的意义。
3.成分：气溶胶的成分不仅涉及气溶胶的来源，还决定了气溶胶的光学、化学性质和影响因子等。
4.分子活性：气溶胶表面的化学反应，对大气环境的影响有重要的作用，比如酸雨的形成和大气光化学反应等等。
5.分布特征：气溶胶的大小、形状、成分等通常决定了气溶胶的分布特征，如垂直分布、空间分布等等。
二、气溶胶的表征1.质谱法：气溶胶性质的特征主要包括成分、粒径和分布等。
质谱法可以用于测量气溶胶的成分，以及定量分析气溶胶中各种成分的比例。
2.径向结构扫描：径向结构扫描能够对气溶胶的粒径大小进行测量，并且可以分析出气溶胶的形态结构，提供有关气溶胶组成和来源等信息。
3.光学法：光学法主要是通过该方法收集光学信号获得气溶胶的光学特性，包括吸收率、反射率、散射率等等。
4.电荷探测器：电荷探测器可以用于测量气溶胶粒子在光电场中的电荷状态，并可以对气溶胶的行为进行描述和分析。
5.化学荧光法：化学荧光法是用化学方法标记气溶胶样品，以扫描致命性荧光的方法表征它们的分子和原子组成。
三、气溶胶的应用1.大气科学领域：气溶胶对大气化学影响的研究是大气科学领域的一个前沿课题。
气溶胶的浓度和成分对气溶胶在大气中的输运、沉降和分布等都有影响。
2.环境监测：气溶胶监测是环境监测领域的重点。
气溶胶对环境污染的评价、环境质量评价和健康、安全等方面的评价具有重要意义。
大气环境中气溶胶微观结构与物理性质
大气环境中气溶胶微观结构与物理性质近年来，随着人们对大气环境污染的关注不断增长，气溶胶成为研究的热点之一。
气溶胶是指由固体颗粒或液滴悬浮在气体中形成的复杂混合物，包括尘埃、烟雾、颗粒物等。
它们对空气质量、气候变化以及人类健康都有着重大的影响。
因此，研究气溶胶微观结构与物理性质具有重要的科学意义和应用价值。
气溶胶微观结构主要包括成分、形态和大小等几个方面。
气溶胶的主要成分有机物、无机盐、重金属等。
这些成分直接影响气溶胶的光学、化学和生物活性等性质。
此外，气溶胶的形态也是非常复杂的，可以是球形、棒状、纤维状等多种形状。
形态的不同会导致气溶胶的光学、沉降和传输等特性发生变化。
此外，气溶胶的大小也是很关键的参数，较小的气溶胶颗粒容易在大气中长时间停留，影响空气质量和能见度。
气溶胶的物理性质是指气溶胶的光学、电学、热学和动力学性质等。
光学性质是研究气溶胶最常用的方法之一，它可以通过测量气溶胶的散射、吸收和反射光谱来研究气溶胶的复杂光学特性。
电学性质包括电导率、电荷分布和电离性等。
气溶胶的电学性质对于理解气溶胶在大气中的传输、沉降和生物活性等过程具有重要的意义。
热学性质是研究气溶胶热传导、蒸发、凝结和干燥等过程的关键。
动力学性质则是研究气溶胶在大气中的传输、沉降和转化等过程的重要参数。
气溶胶微观结构与物理性质的研究不仅需要丰富的实测数据，还需要模型模拟和理论分析的支撑。
在实测方面，人们通常采用传统的样品采集和分析方法，如取样筛选、化学分析和粒度测量等。
此外，还需要使用各种先进的仪器设备，例如电子显微镜、质谱仪和激光粒度仪等来研究气溶胶的微观结构和物理性质。
在模型模拟方面，人们根据气溶胶的组成和特性，发展了很多数学模型和数值模拟方法，用于预测和解释气溶胶的传输、沉降和转化等过程。
同时，理论分析能够从分子和原子水平上揭示气溶胶的微观结构和物理性质。
总的来说，气溶胶微观结构与物理性质的研究对于我们深入了解大气污染、气候变化以及人类健康等问题具有重要的意义。
气溶胶的物理特性及其环境影响研究
气溶胶的物理特性及其环境影响研究气溶胶是一种复杂的大气污染物，它对生态环境与公共卫生造成的影响已经越来越引起人们的关注。
本文将重点探讨气溶胶的物理特性以及其对环境的影响。
1. 气溶胶的定义和分类气溶胶是一种固体或液体微粒子的混合物，由细小的颗粒物、液滴及其它微结构组成。
这些微粒子直径小于10微米，可以悬浮在空气中。
根据对颗粒物直径的定义不同，气溶胶的分类标准也不同。
我们通常采用的分类标准为颗粒物直径小于2.5微米为PM2.5，颗粒物直径小于10微米为PM10。
2. 气溶胶的来源气溶胶的来源有很多，包括自然源和人为源。
自然源包括火山喷发、森林火灾、海水中的气溶胶、植物花粉等。
而人为源则包括燃烧物质所排放的气溶胶、工业废气的排放、交通运输等。
3. 气溶胶的物理特性气溶胶的物理特性包括颗粒物的大小、形状、化学成分等。
这些特性会直接影响到气溶胶的光学、电学等性质，从而影响到对环境的影响程度。
3.1 颗粒物大小颗粒物大小是气溶胶最基本的物理特性之一。
气溶胶中颗粒物的大小范围很广，从纳米级别到数十微米都有。
其中，PM2.5可直接进入人体内部，对人体健康造成严重影响。
而PM10则更容易附着在人体外部，对呼吸道造成刺激性影响。
3.2 颗粒物形状颗粒物形状不同会对颗粒物的性质产生影响。
近年来，有研究表明，球形颗粒物比非球形颗粒物更容易在环境中形成难处理的气溶胶。
3.3 颗粒物化学成分颗粒物的化学成分直接影响气溶胶对人体健康的影响程度。
不同的颗粒物化学成分有不同的健康影响，如焦油、石棉、重金属等都有很强的毒性。
4. 气溶胶对环境的影响气溶胶对环境的影响主要体现在两个方面，一个是生态环境方面，另一个是公共卫生方面。
4.1 生态环境方面气溶胶能够降低阳光照射量，降低气温，影响植物生长。
此外，气溶胶还可落入土壤和水体，造成土壤、水体污染，导致生态系统的生物多样性下降。
4.2 公共卫生方面气溶胶对人类健康的影响主要是通过呼吸系统造成的。
气溶胶物理化学特性及其对环境的影响
气溶胶物理化学特性及其对环境的影响气溶胶是指在空气中悬浮的微小固体或液体颗粒物，它们的直径通常在几纳米到几十微米之间。
气溶胶的形成和分布主要受大气环境因素影响，包括气体组成、温湿度、气流运动等。
气溶胶在大气中的扩散和沉降会对空气质量、气候变化等方面产生重要影响。
本文将从气溶胶的物理化学特性和其对环境的影响两个方面来介绍气溶胶及其研究。
一、气溶胶的物理化学特性1. 大小和形态特征气溶胶的大小和形态特征直接决定其在大气中的扩散、沉降、光学散射和吸收等特性。
气溶胶的大小通常用直径来表示，从几纳米到几十微米不等。
对于地球物理学领域中的尘埃粒子而言，它们的大小通常在几微米到几毫米之间，而对于大气污染领域中的颗粒物而言，则通常在几百纳米到几十微米之间。
气溶胶的形态特征包括形状、表面性质、晶体结构等。
这些特性决定了气溶胶的化学活性、光学散射、吸收、反射能力等。
2. 化学成分气溶胶的化学成分涉及元素、化合物、有机物等多个方面。
气溶胶是由大量的化学物质组成的，包括碳、氮、硫、氧等元素。
此外，气溶胶也包含了各种营养物质，例如：重金属、花粉、尘埃等。
化学成分对气溶胶的物理化学特性、生物活性、抗氧化属性等方面均产生了显著影响。
例如，氧化物化学成分类的气溶胶对光的吸收和反射能力较低，而硝酸盐类气溶胶则会对光产生交互作用，增加其反射和散射能力。
3. 光学特性气溶胶的光学特性是指气溶胶对光线传播的影响，包括光学散射、吸收和反射。
光学特性与气溶胶的物理化学特征密切相关。
例如，气溶胶的折射率对其光学散射和吸收能力有一定影响；气溶胶的物理状态如单体或集群则会影响其对光的反应行为等。
二、气溶胶对环境的影响1. 空气质量气溶胶对空气质量的影响主要体现在其对PM2.5和PM10（细颗粒物）的污染中。
这些颗粒物主要由燃烧、工业生产和交通运输等活动所排放。
气溶胶的物理化学特性直接影响其对健康的影响。
例如，通过吸入PM2.5颗粒物，人体内可导致癌症、慢性阻塞性肺疾病等疾病的发生。
大气物理学复习资料
大气物理学复习资料第一部分名词解释第一章大气概述1、干洁大气：通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气,也称干空气。
2、气溶胶:大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。
3、气团:水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。
4、气团变性：当气团移到新的下垫面时，它的性质会逐渐发生变化，在新的物理过程中获得新的性质。
5、锋：冷暖性质不同的两种气团相对运动时,在其交界面处出现一个气象要素（温度、湿度、风向、风速等)发生剧烈改变的过渡带称为锋。
6、冷锋：锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动.7、暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动。
8、准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动,有时冷气团占主导地位，有时暖气团占主导地位,使锋面处于来回摆动状态。
9、锢囚锋：当三种冷暖性质不同的气团（如暖气团、较冷气团、更冷气团）相遇时，可以产生两个锋面，前面是暖锋，后面是冷锋，如果冷锋移动速度快，追上前方的暖锋，或两条冷锋迎面相遇，并逐渐合并起来，使地面完全被冷气团所占据，原来的暖气团被迫抬离地面，锢囚到高空，这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋.10、气温垂直递减率：在垂直方向上每变化100米，气温的变化值，并以温度随高度的升高而降低为正值。
11、气温T：表示空气冷热程度的物理量.12、混合比r：一定体积空气中,所含水汽质量和干空气质量之比。
r=m v/m d13、比湿q：一定体积空气中，所含水汽质量与湿空气质量之比。
q=m v/(m v+m d)14、水汽压e:大气中水汽的分压强称为水气压.15、饱和水汽压e s：某一温度下，空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。
16、水汽密度（即绝对湿度）ρv：单位体积湿空气中含有的水汽质量。
17、相对湿度U w:在一定的温度和压强下，水汽和饱和水汽的摩尔分数之比称为水面的相对湿度。
18、露点t d:湿空气中水汽含量和气压不变的条件下，气温降到对水面而言达到饱和时的温度。
气溶胶相关知识点总结
气溶胶相关知识点总结气溶胶是指在气体中悬浮的微小液滴或固体颗粒。
气溶胶在大气中广泛存在，对人类健康和环境产生了重大影响。
在本文中，我们将讨论气溶胶的定义、特性、来源、组成、影响以及大气污染等相关知识点。
1. 气溶胶的定义和特性气溶胶是由气体中微小的液滴或固体颗粒组成的混合物。
这些微粒具有直径范围从几纳米到几百微米不等。
气溶胶通常通过悬浮在空气或其他气体中的微粒形式存在，由于其微小的颗粒大小和轻微的密度，它们通常具有非常长的停留时间，因此对空气的稳定性和质量产生了显著的影响。
2. 气溶胶的来源气溶胶的来源多种多样，包括自然来源和人为来源。
自然来源的气溶胶主要包括粉尘、气体的排放、植物的挥发物质等。
人为来源的气溶胶主要包括工业排放、交通尾气、燃烧排放等。
气溶胶的来源对其成分和影响有着明显的影响。
3. 气溶胶的组成气溶胶的组成十分复杂，主要包括水、硝酸盐、硫酸盐、碳、金属盐、有机物等多种成分。
这些成分来源于不同的排放源，并且对于大气的化学和物理特性产生了显著的影响。
4. 气溶胶的影响气溶胶对大气环境、气候和人类健康都有着重要的影响。
首先，气溶胶对大气能见度的影响非常显著，它会导致雾霾天气的出现。
其次，气溶胶的成分还与气候变化有关，例如硫酸盐和硝酸盐等气溶胶可以影响云的形成和湿度的分布，并通过直接和间接效应对地球气候产生重要的影响。
同时，气溶胶的成分和浓度与人类健康密切相关，高浓度的气溶胶可能对人类的呼吸系统和心血管系统产生不良影响。
5. 大气污染中的气溶胶气溶胶在大气污染中扮演着重要的角色。
在工业、交通和能源的发展过程中，大量的废气排放和粉尘颗粒等污染物排放进入大气中，其中大部分以气溶胶的形式存在。
这些气溶胶会影响大气的透明度，降低大气能见度，增加雾霾的出现频率。
同时，气溶胶中的有害成分也会对人类健康产生不利影响。
因此，对气溶胶的监测和治理成为大气环境保护的重要课题。
6. 气溶胶的监测和治理为了有效监测和治理气溶胶的污染，人们开展了大量的研究工作。
大气科学基础
大气科学基础大气科学是研究地球大气的物理、化学和动力学过程的一门学科。
它探讨了地球的气候和天气系统，以及大气层的构成和运动规律。
本文将从大气的组成、大气的层次结构、大气的物理性质和大气的运动等方面介绍大气科学的基础知识。
1. 大气的组成大气主要由氮气、氧气、水蒸气、微量稀有气体和气溶胶组成。
其中，氮气占大气的78%，氧气占21%，水蒸气的含量则相对较小。
稀有气体如氩、氦、氪等含量非常稀少，但对大气的物理和化学过程具有重要影响。
2. 大气的层次结构地球大气根据温度和密度等特性可分为若干层次。
最底层是对流层，其上面是平流层和跳转层，最上面则是中间层和热层。
不同层次的大气区域具有不同的特征和运动规律，这些层次结构对于气候的形成和变化起着重要作用。
3. 大气的物理性质大气具有质量、压强、温度、湿度和密度等物理性质。
其中，大气质量是指单位体积大气所包含的质量，压强则是单位面积上受到的气压力。
大气的温度和湿度直接关系到天气现象的产生，而密度则决定了空气的流动性和承载力。
4. 大气的运动大气的运动包括垂直运动和水平运动。
垂直运动主要指上升运动和下沉运动，这种运动会导致气象现象的发生，如对流云、降水等。
水平运动则包括风和气旋等，它们通过地球自转、地形和气压差异等因素相互作用而形成。
综上所述，大气科学是一门研究地球大气的学科，它深入探讨了大气的组成、层次结构、物理性质和运动规律。
通过对大气科学的研究，我们能更好地理解和预测天气现象，促进气候变化和环境保护等方面的科研工作。
大气科学作为一个重要的学科领域，对于人类社会的发展和人们的生活具有重要意义。
大气气溶胶综述
大气气溶胶综述大气气溶胶综述大气气溶胶概述：气溶胶由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。
其分散相为固体或液体小质点，其大小为10-3cm～10-7cm，分散介质为气体。
云、雾、尘埃、未燃尽的燃料产生的烟、气体中的固体粉尘等等都是气溶胶。
大气中悬浮均匀分布的相当数量的固体微粒和液体微粒，如海盐粉粒、灰尘（特别是硅酸盐）、烟尘和有机物等多种物质，所构成的稳定混合物，统称为气溶胶粒子。
气溶胶的消除，主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。
尺度一般说来,半径小于1微米的粒子，大都是由气体到微粒的成核、凝结、凝聚等过程所生成；而较大的粒子，则是由固体和液体的破裂等机械过程所形成。
它们在结构上可以是均相的，也可以是多相的。
已生成的气溶胶在大气中仍然有可能再参加大气的化学反应或物理过程。
液体气溶胶微粒一般呈球形，固体微粒则形状不规则，其半径一般为10-3～102微米。
粒径在10-1～101微米的气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等方面具有重要作用。
小粒径气溶胶的浓度受凝聚作用所限制，而大粒子的浓度则受沉降作用所限制。
微粒在大气中沉降的过程中，受的阻力和重力的作用达到平衡时，各种粒子的沉降速度不同。
分类气溶胶按其来源可分为一次气溶胶（以微粒形式直接从发生源进入大气）和二次气溶胶（在大气中由一次污染物转化而生成）两种。
它们可以来自被风扬起的细灰和微尘、海水溅沫蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源，也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。
按粒径的大小分类：①总悬浮颗粒物(TSP)：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。
D p(粒径)在100μm 以下，其中多数在10 μm以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。
②飘尘：D p＜10μm能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、雾等。
大气气溶胶
二．汇
1．干沉降：
颗粒物在重力作用下或与地面及其它物体碰撞后， 颗粒物在重力作用下或与地面及其它物体碰撞后， 发生沉降而被除去。粒径越大， 发生沉降而被除去。粒径越大，沉降速度越快 的粒子， （ v∝ d 2 ） 沉降速度为v的粒子，从该粒子密度 最大的高度沉降至地面的时间（即滞留时间） 最大的高度沉降至地面的时间（即滞留时间）为：
粒子 寿命 粒径 盐粒 15～30天 15～30天 <0.1m 0.1 土壤粒子 15～30天 15～30天 >10m 10 有机粒子 10～30天 10～30天 烟、雾离子 10～30天 10～30天 ？
10 0.1～10m 1m
粒子在各层的寿命
寿命 粒径 对流层下部 对流层上部 平流层 0.1-10 0.1-10m 一周 一个月 数年 >10 <0.01 >10m 和 <0.01m < 一天
τ = H v
当H=5000m, Dp=1.0um, t=3.96年 年 H=5000m, Dp=10um, t=19天 天 例如， 的高空， 例如，在H=5000的高空，粒径为 的高空 粒径为1.0um的粒子沉降至地 的粒子沉降至地 面，需3.96年。干沉降是除去大粒子的有效途径。 年 干沉降是除去大粒子的有效途径。 靠干沉降除去的颗粒物，只占TSP的10～20%。所以，干 靠干沉降除去的颗粒物，只占 的 ～ 。所以， 燥的大陆颗粒可以传输到很远的下风地区。 燥的大陆颗粒可以传输到很远的下风地区。如沙尘暴
3．按凝聚状态 ．
固态气溶胶——烟和尘 ① 固态气溶胶 烟和尘 由矿物粉碎加工和燃料燃烧产生的固体颗粒物形成的固态 气溶胶,即为烟和尘 由于烟多由高温升华、 即为烟和尘。 气溶胶 即为烟和尘。由于烟多由高温升华、挥发的蒸气凝结 或不完全燃烧过程形成，故颗粒较小。 或不完全燃烧过程形成，故颗粒较小。而粉尘则多由机械过 程产生，粒径较大。 程产生，粒径较大。 液态气溶胶——雾 ② 液态气溶胶 雾 由液滴分散在空气中形成的液态气溶胶，称为雾。 由液滴分散在空气中形成的液态气溶胶，称为雾。 固液混合态气溶胶——烟雾 ③固液混合态气溶胶 烟雾 由固液两种微粒分散在空气中形成的固液混合态气溶胶叫 烟雾。 烟雾。
气溶胶科学与技术课程总结(含试题)
Fd
6
D3 g ( particle gas ) （1）
定律假设： （1）流体是连续的； （2）层流状的， （3）粘度为牛顿定律； （4）方程中涉 及速度平方的项可以忽略？？，可以得到
Fd 3 DV
（2）
结合公式（1-2）可以得到终端沉降速度为
V gD 2
( particle gas ) 18
气溶胶工程与技术课程主要内容 作者：王斌
一、 大气气溶胶基本特征 1、 胶体概念：胶体是物质以一定分散程度存在的一种状态（由物质的三种状态（液、气、固）组成高 分散度的分散体系） ； 2、 分散体系：把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系，其中分散的物质称为分散相， 另一种物质为分散介质。 3、 胶体的特性： （1）特有的分散程度【粒子大小在 1-100nm 之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜， 渗透压低】 ； （2）多相不均匀性【纳米级粒子是由需要例子或者分子聚结而成，粒子大小不一，与 介质之间有明显的相界面，比表面很大】 ； （3）热力学不稳定性【因粒子小，比表面大，表面自由 能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小李子会自动聚结成大粒子】 4、 大气气溶胶： 概念 【液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系， 粒径范围 1nm-100μm； 例子【固体有尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉；液体有水和冰组成的云雾滴，冰晶和 雨雪粒子】 ； 浓度【数浓度#/cm3（针对细和超细粒子，与健康效应相关） ；表面积浓度（μm2/cm3 人体健康 效应和非均相反应） ；体积浓度（μm2/cm3）和质量浓度（μg/cm3） ，用于空气质量标准】 ； 分类【 （1）按照成因（分散型气溶胶：固态或液态物质经粉碎、喷射形成微小粒子，分散在大 气中形成的气溶胶。例如：海浪飞溅、液态农药喷洒；凝聚性气溶胶：气体或蒸汽（其中包括 固体物升华而形成的蒸汽）遇冷凝聚证液态或固态微粒，而形成的气溶胶） ； （2）按物理状态 （固态：烟、尘；液态：雾；固液混合态：烟雾 smog=smoke+fog） ； （3）按粒径大小（总悬浮 颗粒物，可吸入颗粒物（PM10） ，细颗粒物(PM2.5)，超细颗粒雾） 】 5、 相关概念： 大气颗粒物（particulate matter） ，大气气溶胶体系中分散的各种粒子； 一次气溶胶（primary aerosol） ：颗粒物直接被引入大气； 二次气溶胶（secondary aerosol）颗粒物通过在大气中与气体组分的化学反应形成（气体到颗粒 物的转化） ； 均相气溶胶（homogenous aerosol）is an aerosol in which all particles are chemical identical. 单谱气溶胶（monodisperse aerosol）has particles that are all the same size and can be produced in the laboratory for use as test aerosol. 多谱气溶胶（polydisperse） ，with a wide range of particle sizes, and statistical measures should be used to characterize their particle size. 6、 大气颗粒物形貌： （1）燃煤和机动车尾气排放的烟尘集合体，从较小的链状到较大的蓬松状，基本 呈球形和椭球形，50-100nm 左右的超细例子； （2）烟煤飞灰：粒径大于 100nm 的圆球形颗粒物， 形态为圆球形，表面光滑，有时也吸附超细和二次颗粒物； （3）矿物颗粒物：如建筑尘、风扬尘、 道路尘和工业扬尘以及来自我国西北的春季沙尘暴等，一般不规则； （4）二次大气化学反应形成的 矿物颗粒物以长条状石膏矿物为代表，主要成分为 Ca 和 S； （5）生成颗粒物一般具有特殊的形态 和成分。它们很可能是细菌和植物孢粉。 7、 颗粒物浓度标准：中国标准 平均时间 PM10 年平均 日平均 浓度限值 1 级 40 50 浓度限值 2 级 70 150 μg/m3 μg/m3
气溶胶性质复习课程
微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪分溅、 农药喷洒等。
凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态 微粒而形成的气溶胶。
气溶胶分类：
按颗粒物的物理(凝聚)状态分: 固态：烟、尘 液态：雾 固液混合：霾、烟雾
中国环境空气质量标准中PM10（ Dp≤10 μm ）的相关标准
11.3 6.12 12.74 6.06
9.97 2003.12.24-2004.1.15
13.1
26.5 11.9 28.6 24.9
13.4
14.7 1998.1
注：“nd”代表未检出；“－”代表未检测。
中国北方地区PAHs浓度明显高于南方以及日韩地区。
C10H8 C12H8 C12H10 C13H10 C14H10 C14H10 C16H10 C10H8 C18H12 C18H12 C20H12 C20H12 C20H12 C22H14 C22H12 C22H12
环数 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6
分子量 128 152 154 166 178 178 202 202 228 228 252 252 252 278 276 276
与SO2相比，气溶胶中的H2SO4 (SO42-)引起了更多更 严重的问题: ➢ H2SO4/SO42-是大气中的强酸，可以使降水酸化，导致 酸雨的主要因素之一，引起一系列严重的生态问题； ➢ H2SO4/SO42-主要分布在亚微米范围的颗粒物中，不易 沉降，可通过呼吸道进入人体肺部，对人体健康有影响； ➢ H2SO4/SO42-具有较高的消光系数，影响城市能见度的 重要因素之一； ➢ 大气中的H2SO4/SO42-颗粒物在大气化学和全球气候效 应等过程中起着非常重要的作用。
大气气溶胶特性及其影响因素分析
大气气溶胶特性及其影响因素分析大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物质，包括液态、固态和混合态的颗粒物。
它们通常由自然来源和人为活动产生，对大气环境和人类健康产生重要的影响。
本文将对大气气溶胶的特性及其影响因素进行分析。
大气气溶胶的特性首先包括其组成和浓度。
气溶胶由大量的化合物组成，其中包括有机物、无机盐、金属元素和水分子等。
这些组分来源于自然界中的生物质燃烧、植物挥发、海洋气溶胶和人类活动等。
气溶胶浓度是指单位体积空气中气溶胶的质量或数量。
它的浓度水平受到多种因素的影响，如季节变化、地理位置、气象条件和人类活动等。
其次，气溶胶的大小和分布也是其特性之一。
气溶胶的粒径范围广泛，从纳米到数十微米不等。
气溶胶的大小对其光学特性、生物活性和输送特性等起着重要的作用。
另外，气溶胶的分布在空间上可能具有较大的空间异质性。
例如，城市区域通常比乡村地区有更多的气溶胶源，导致其浓度水平较高。
影响大气气溶胶的因素众多。
其中，自然因素主要包括生物活动、火山爆发和气象条件等。
生物活动指植物和海洋的生物排放到大气中的挥发性有机物。
这些有机物会通过气溶胶的形式存在于大气中，对气溶胶的组成和浓度产生影响。
火山爆发是气溶胶的重要来源，它们会释放大量的微小颗粒物质和气体到大气中，影响大气质量和气候变化。
气候条件也会影响大气气溶胶，例如温度、湿度和风速等因素都会影响气溶胶的生成和传输。
人为活动是影响大气气溶胶的主要因素之一。
工业生产、交通运输和能源利用等人类活动释放了大量的气溶胶前体物质到大气中。
例如，燃煤和汽车尾气排放释放的颗粒物质是重要的人为气溶胶源。
此外，农业活动中的残留物和农药等也会成为气溶胶的重要组分。
这些人为源气溶胶对环境和人类健康的影响不容忽视。
最后，大气气溶胶对环境和人类健康产生重要的影响。
气溶胶可以通过控制气象条件、促进云的形成和改变辐射平衡等途径改变大气的物理和化学特性。
这些变化会直接或间接影响到气候变化、大气能见度和空气质量等。
大气气溶胶物理化学特性研究
大气气溶胶物理化学特性研究第一章：前言大气气溶胶是指存在于大气中的固体或液态颗粒物质，能够在空气中悬浮并对大气光学、化学和气象等方面产生影响。
它们对大气环境、公共健康、气候变化和能见度等都有极大的影响。
因此，研究大气气溶胶的物理化学特性非常重要。
第二章：大气气溶胶的物理化学特性大气气溶胶主要成分包括有机物、无机物、水和黑碳等。
它们的物理化学特性是指包括大小、形状、化学成分、组成、结构和光学特性等进行表征的特性。
2.1 大小和形状特性大气气溶胶的大小和形状是影响它们在大气中的扩散和沉降特性的重要参数。
在大气中，气溶胶的大小通常被表示为直径，分为几个不同的类别，如超微粒、细粒和粗粒等。
气溶胶的形状因其在空气中的生成过程、传输方式和化学成分等因素有很大的差异。
2.2 化学成分特性大气气溶胶主要为有机物、无机物和黑碳。
其中，无机气溶胶主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、硅酸盐和钾、钠等金属离子等。
有机气溶胶则包括多种挥发性和不挥发性有机化合物。
黑碳则是指类球形的炭黑颗粒物，主要来自燃烧活动和移动源排放。
2.3 光学特性气溶胶在大气中具有吸光和散光的作用，因此其光学特性是研究其物理学交互行为的重要表征。
大气气溶胶的吸光和散光通常会随其化学成分、大小和形状的改变而发生变化。
第三章：大气气溶胶的来源和影响大气气溶胶的来源主要为自然源和人为源。
自然源包括火山活动、海沫、沙尘暴等，而人为源包括化石燃料的燃烧，交通运输等。
大气气溶胶对大气环境、公共健康和气候变化等都有非常重要的影响。
它们会对空气质量造成危害性影响，如PM2.5等成分对人体呼吸系统和心血管系统造成健康危害影响；另外，气溶胶还会对天空色彩、气象现象、物质转运、光学遥感等产生很大的影响。
此外，气溶胶还会对太阳辐射的强度和分布、云的属性和生命周期、冰川融化等产生影响。
第四章：大气气溶胶的研究方法为了研究大气气溶胶的物理化学特性以及其来源和影响，人们采用了多种方法进行研究。
大气化学-9-大气气溶胶
5.1.4 粒度谱分布 5.1.4.1 一般描述
完全由同样尺度的粒子组成的气溶胶称为单谱气 溶胶或均质气溶胶。由许多尺度不同的粒子组成的， 称之为多谱气溶胶。描述多谱气溶胶的最重要物理 量是它的浓度随粒子尺度的分布，简称为粒度（尺 度）谱分布。谱分布是它在大气中的输运特性、寿 命及其光学特性的决定因素之一。
7
(Oberdörster, Env. Health Perspect., 2005)
5.1.2 粒子尺度—等效直径的概念 大气气溶胶粒子的形状很复杂，有各种形
状（球形、片状、柱状、针状等）。 要正确描述一个形状不规则的物体的大小是
非常困难和复杂的，经常需要用多维尺度。 我们关心的是粒子群的统计特性，并非单
18
5.1.4.2 谱分布函数的表示
定义单位体积（1cm3)空气中，在某一时刻、 体积处在vv+dv范围中的气溶胶粒子数（数浓 度）为
dN =nN(v)dv 这里nN(v)就是以体积为特征尺度参数的气溶胶 粒子数浓度谱分布函数，那么粒子总数（1cm3空 气）：
N = nN(v) dv (particles cm-3 )
1)由于粒径范围跨越几个数量级，
2)实际测定的粒径区间不等。
因此，用自然对数或以10为底的对数作为独立的自变 量较方便。
如nNe(lnDp), nN0(lgDp) 单位体积（1cm3)空气中，在某一时刻、粒径为ln Dp(ln Dp+d ln Dp)范围中的气溶胶粒子数（数浓度） 为
dN =nNe(ln Dp)d(ln Dp)
（4）质量中值直径:直径大于dm的粒子质量占气溶胶 总质量的一半。
10
实际工作中，最常用的是光学等效直径和空气动力学 等效直径.