气溶胶及其气候效应

• 北方城市季节采暖对气溶胶浓度的影响 我国北方城市冬季取暖，对空气质量有 明显影响。北京的观测表明， 在晴天条件下，由采暖引起的烟尘污染 并不严重，但在多云和阴天的天气条件 下，采暖引起的空气污染相当严重，其 瞬时粒子数密度可高达1600个/cm3。
采暖期增加的主要是细粒子 （d﹤2 m ）对人体健康危 害较大。
3.2 沙尘气溶胶
• 沙尘暴是沙尘气溶胶的气象表现形式，是一种风与 沙相互作用的灾害性天气现象，它的形成与地球温 室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物 种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。 • 沙尘暴作为一种高强度风沙灾害，并不是在所有有 风的地方都能发生，只有那些气候干旱、植被稀疏 的地区，才有可能发生沙尘暴。 • 中国是东亚沙尘气溶胶的主要源区，其主要来源于 沙漠和干旱地区的风损蚀及随风扬起过程，人类活 动引起的土地利用的变化、沙漠化及城市化，以及 各种自然或人为因素引起的地表特征和气候变化都 可能改变沙尘暴天气发生的频率和强度。
1.2气溶胶的分类
气溶胶可分有机气溶胶和无机气溶胶 , 也可分为生物气溶胶和非生物气溶胶。
• 英国伦敦型烟雾和美国洛杉矶型光化学烟雾就为二 次有机气溶胶。 • 英国伦敦型烟雾主要是由居民或工厂用煤取暖排放 的煤烟和冬季早晨的雾相伴而生，构成这类烟雾的 一次污染物是 SO2和煤尘，它的二次污染物主要是 硫酸雾和硫酸盐气溶胶。当大气相对湿度比较高， 气温比较低，含有煤烟颗粒物时，SO2发生催化反 应而形成硫酸雾 一种强氧化剂：
• 沙尘天气发生时 ,大气中气溶胶浓度迅速增加 , 对入射太阳辐射产生强烈的散射和反射作用 , 导致到达地面的太阳辐射减少。 • “中国北方沙尘气溶胶时空分布特征及其对地 表辐射的影响报告”（国家环境保护总局气候影响
研究中心，美国马里兰大学气象系 ,美国国家海洋和大 气局） ①、大气气溶胶指数的空间分布特征 ②、大气气溶胶指数的季节变化特征 ③、沙尘天气对地表辐射的影响
图2曲线1北京采暖期 前（10月21~26） 曲线2采暖期间（11月 24~29）实测平均谱
3 气溶胶的气候效应
3.1 气溶胶影响气候的途径 3.2 沙尘气溶胶的气候效应 3.3 黑碳气溶胶的气候效应
3.1 气溶胶影响气候的途径
• 气溶胶通过两条途径影响气候系统 : 一是通过吸收和反射太阳与地球辐射 影响气候系统 ,这种影响称之为气溶 胶的直接辐射效应; 另一是作为云滴中的云凝结核(CNC) 改变云的光学特性和生命周期 ,这种 影响成为气溶胶的间接辐射效应。
• 2SO2 +2H2O +O2 →2H2SO4(雾) (催化剂-煤尘) 与
此同时 ,如果大气中有 NH3 存在 ,则可形成硫酸铵气 溶胶。
• 汽车尾气排放物含有氮氧化物和碳氢化合物等 ,它 们本来就危害人类健康和生态环境 ,它们的光化学 反应可以使NO 转化成NO2 ,碳氢化合物氧化,生成 臭氧和其它氧化物(如过氧乙酰硝酸酯等) ,它们的 后续反应可以产生二次有机气溶胶 ,进而导致了洛 杉矶型光化学烟雾的形成。 • 洛杉矶型光化学烟雾是白色烟雾 ,大气能见度低 , 具有特殊气味 ,刺激眼睛和咽喉粘膜 ,使呼吸困难 , 人类和动物窒息而死。而O3 浓度的增加可使橡胶 制品开裂 ,植物叶片变黄甚至枯萎。
生物气溶胶，如孢子、细菌、花粉等。
生物气溶胶可对一些特定职业产生危害。生活 在空气这个最佳媒介中的生物气溶胶机动性很 大，其引发的病症也难以捉摸. 生物气溶胶所引起各种呼吸道疾病已得到医学 界的广泛关注。
2 气溶胶的影响因素
• 降雨对气溶胶的冲刷作用 • 北方城市季节采暖对气溶胶浓度的影响
降雨对气溶胶的冲刷作用： 降雨的冲刷作用与雨强关系密切。 表1列出了1986年6-7月在上海观测到的 不同雨强时的大气气溶胶粒子数密度。 雨强越大，冲刷作用越明显，且对 粗粒子的冲刷作用明显，而对细粒子也 有相当的冲刷作用。降水的净化作用使 雨后空气清新。
① 、大气气溶胶指数的空间分布特征
3 月和4 月大气气溶胶指数的分布形式基本一 致 ,有两类高值区 ,一类是沙尘源区 ,位于塔克拉 玛干大沙漠、内蒙古西部地区、河套地区和河西 走廊 ,主要是在加强源地 ,沙尘天气的初始源地的 大气气溶胶指数并不高; 另一类是影响区 ,位于华北、东北地区。5 月份大 气气溶胶指数的高值中心位于塔里木盆地 ,该地 区由于周边高山环绕 ,沙尘天气形成后不容易扩 善 ,长期悬浮在大气中 ,形成该地区长期有一个气 溶胶指数的高值区（如图4）
• 气溶胶的辐射强迫不仅依赖于它们的空间 分布，而且依赖于它们的粒子大小，形状， 化学组成以及水循环中的其它因子（如云 的形成）。 • 从观测试验和理论的角度看，考虑所有的 因子，给出气溶胶辐射强迫的精确估计十 分具有挑战性。
• 气溶胶对气候变化、云的形成、能见度的改变、大 气微量成分的循环及人类健康有着重要影响。 • 气溶胶粒子增加的直接效应是影响大气水循环和辐 射平衡，这两种过程都会引起气候变化。气溶胶粒 子对减弱太阳辐射的影响较大，因而气溶胶增加对 气候的影响主要表现为使地表降温。 • 气溶胶粒子又是大气中最重要的云凝结核，气溶胶 粒子增加对水循环的影响，一般也表现为使云滴数 量增加，其气候效应也是使地表降温。
气溶胶及其气候效应
பைடு நூலகம்
指导教师：王丽萍
气溶胶及其气候效应
1. 气溶胶的来源及分类 2. 气溶胶的影响因素 3. 气溶胶的气候效应
1.1气溶胶的来源
4 10 • 气溶胶粒子是指悬浮在大气中的直径 -10 微米的固
体、液体粒子，它相对湿度比较高、气温比较低、含 有煤烟颗粒物时破坏生态环境 ,影响人类身体健康。 • 气溶胶是由不同的过程产生的，其中包括自然过程 （例如沙尘暴，火山爆发，岩石或土壤风化，海洋中 浪花飞溅的盐粒，流星飞逝后留下的灰烬）和人为过 程（例如化石燃料及生物质燃烧）。 • 大气中对流层气溶胶的浓度在最近几年由于人类活动 的排放（既有气溶胶本身的排放，也有其前体物的排 放）而有所增加，从而使得辐射强迫 增加。