大气气溶胶1-绪论

1955，前苏联，Fuchs，《气溶胶力学》。 气溶胶测量技术开始使用和普及。
20世界后期——
微电子、激光、计算机技术及现代分析化学和分析电镜 的发展，各种观测自动化。
二次大战后，特别地1970s和1980s, 环境污染严重， 迅速发展。 1982年美国成立气溶胶学会（AAAR)。
1990s后，将研究扩展到超细粒子（<0.1um）
大气过程中的作用
——酸雨
大气过程中的作用
——大气辐射
Direct Radiative Forcing
Indirect Radiative Forcing
Nucleation
H2SO4, HNO3, Organic aerosol
Activation
Oxidation
Terpenes
Hydrocarbons, NOx, SO2, NH3, POA Soot
模式模拟
理论研究
绪论Biblioteka Baidu
大气气溶胶
Atmospheric Aerosols
主讲人：邱玉珺 （qyj@nuist.du.cn）
大气物理学院 大气物理系
参考书目：
1.大气气溶胶教程：章澄昌、周文贤编著，气象出版社，1995. 2.大气气溶胶污染化学基础，李尉卿，黄河水利出版社，2010. 3.John H. Seinfeld and Spyros Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics: From Air pollution to Climate Change, 2nd Edition, 2006, John Wiley &amp; Sons Inc.
Forest Fires
Resuspension
H2SO4, MSA Oxidation
Dust
Sea-salt
Dimethylsulfide
Phytoplankton
大气过程中的作用
——大气化学影响
大气过程中的作用
——大气光学影响
大气过程中的作用
——对大气电学特性的影响
气溶胶粒子捕获小离子而成为大离子，由于大离子 迁移率小，故大气电场中的传导电流减小,大气电场 达到极大值。
人民网：截至 29 日上午 10 时，在过去的 24 小时内，我国中东部地区受雾霾天气影响 逐渐扩大，北京、天津、石家庄、济南等城市空气质量为六级，属严重污染；郑州、武汉、 西安、合肥、南京、沈阳、长春等城市空气质量为五级，属重度污染。 1 月 29 日 10 时，过去 24 小时北京市细颗粒物（PM2.5）平均浓度值为 354 微克/立方 米，空气质量为六级，属严重污染级别。
July 2010 Physics Today,P36-41
大气过程中的作用
——长距离输送引起区域性甚至全球污染
2000年 4月 5～ 7日袭击我国西北地区 北部、华北、东北南部、黄淮地区的沙 尘暴或扬沙波及到长春市，带来了大量 的降尘。据长春市西部 4 个采样点测定， 4 月 7 日伴随降雪的降尘量最高可达 13.0 ｇ / ｍ 2 ，市区总降尘量超过 3000 ｔ。泥 雪样品在室温条件下自然融化后，经实 验室 48 ｈ细菌培养，其细菌含量为每毫 升 8.9 ～ 10.5 万个，每平方米泥雪的细 菌侵入量达6.4亿个左右。
——降低大气能见度
Science, 2009, 323, 1468-1470.
中新网报道：1月份29天中，已有24天为雾霾天，1954年以来同期最多 。 人民网报道：2013年1月，京津冀共发生5次强霾污染过程。据悉，今年
1月，天津遭遇了自1990年以来同期最为严重的雾霾天，其中能见度 在1公里以内的大雾天数达15天，全市平均雾日为6.8天。
J.Aitken(1875年)，发明粒子计数器。 C.T.R Wilson(1890年)，云室（云雾膨胀仓。
19世纪60年代，气溶胶光学实验；光的散射理论（Rayleigh,1871a）
19世纪80年代，气溶胶采集器，微观观测。
采集了细菌 气溶胶
20世纪前、中期
20世纪初，物理学前沿（微观物质）。 布朗运动和布朗扩散。 Millikan电子电量测量。
来源：各种自然源和人为活动产生。
二、为什么学习大气气溶胶？
是大气的重要 组成部分！
影响大气环境
影响大气物理、 化学过程
大气过程中的作用
——危害人体健康
John H. Seinfeld and Spyros Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics.
大气过程中的作用
2013年上海雾霾天日落
2013年无锡霾，200μg/m3.
2013年青岛雾霾天
大气过程中的作用
——对云雾降水的影响
Figure 5. Pollution changes cloud properties. (a) Clouds in polluted environments tend to have smaller water drops and ice crystals than those in cleaner environments. As a result, dirty clouds are less likely to generate rainfall and are generally brighter than clean clouds. (b) Data from the Aura and Aqua satellites, in conjunction with rainfall observations from the Tropical Rainfall Measuring Mission, demonstrate that for a given ice content, clouds in polluted environments produce less intense rainfall. (Adapted from ref. 13.)
+++++++++++++++
正 离 子 负 离 子
晴天大气
----------- ----------------地面
三、发展历史与现状
空气污染；物理学家、化学家、气象学家
20世纪之前
J.P.Espy (1841年)， 测云器，实验室条件 下可观测水汽形成。
H.Becquerel(1847年)， 提出凝结核，Coulier 证实。
3.Atmospheric aerosols，Claudio Tomasi, Sandro Fuzzi,2017.
什么是大气气溶胶？ 为什么学习？
学习什么内容？
未来我们能做些什么？
一、什么是大气气溶胶？
Atmospheric aerosols are suspensions of any substance existing in the solid and/or liquid phase in the atmosphere (except pure water) under normal conditions and having a minimum stability in air assuring an atmospheric lifetime of at least 1h.(Claudio Tomasi,2017).
推荐阅读数目：
1.William C. Hinds, Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, 2nd Edition, 1999. 2.Pramod Kulkarni, Paul A. Baron, and Klaus Willeke. Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications, 3rd Edition, 2011, Wiley.
气候变化。
气溶胶研究现状：
云与气溶胶的相互作用;
气溶胶的辐射特性;
生物质燃烧产生的气溶胶对辐射平衡和 气候的影响; 气溶胶与气候关系的模型研究; 火山爆发对大气的影响; 平流层气溶胶辐射强迫的实验观测; 大气气溶胶中的生物成分;
四、研究方法
观测
在线观测 实验室分析 遥感观测