论文部分内容阅读
本论文分别利用观测和模拟的方法,研究了东亚地区气溶胶在输送过程中的混合和演变过程,主要结论包括以下方面:
对ACE-Asia试验中黄海边界层航测的气溶胶细粒子离子浓度进行分析,发现沙尘暴时黄海边界层气溶胶的离子不平衡是沙尘气溶胶中CO32-离子缺测造成的;氯亏损分析表明黄海边界层气溶胶有时存在氯富集,更多情况存在氯亏损的现象,平均氯亏损分别为2.9~8.4neq·m-3,黄海海盐气溶胶缓冲了输送污染物的酸性。
提出可用气溶胶成分变化判断气溶胶混合状态、用成分变化比例估算气溶胶内部混合比的间接方法。对于沙尘细粒子用碳酸盐的成分变化作混合状态判据,用发生反应的碳酸盐成分的比例间接地估算沙尘细粒子的内部混合比。对于海盐气溶胶,用氯亏损情况作混合状态的判据,并用氯亏损比例估算海盐细粒子的内部混合比。
根据沙尘粒子中碳酸盐成分的变化,发现黄海边界层沙尘时段观测的沙尘细粒子均发生了内部混合,在不同的沙尘事件中,平均内部混合比在5%至33%之间。根据间接方法分析了黄海边界层海盐细粒子的混合状态和内部混合比,结果表明海盐细粒子通常发生内部混合,平均内部混合比在33%至84%之间。沙尘细粒子的内部混合比和沙尘暴强度成反比。对于海盐细粒子,在没有沙尘影响的情况下更易于形成海盐·污染内部混合气溶胶。
利用气溶胶混合模式(APM)模式模拟大气中多种气溶胶体系混合和演变过程,结果发现:在硫酸-海盐混合气溶胶体系(海盐只作为内部混合气溶胶的成分)中,相对湿度是内部混合气溶胶谱分布演变的重要影响因子,相对湿度越大,峰值浓度对应的粒径也越大。外部混合气溶胶谱分布的演变受到多种气象因子的影响,气温越高,相对湿度越大,气压越低,其峰值浓度越小。
利用APM模式研究了多种体系中气溶胶的混合和演变特征,发现粗模态比细模态粒子更容易向内部混合气溶胶转化,粗模态粒子是内部混合气溶胶质量浓度快速增加的来源;而高数浓度的细粒子也会加强外部混合气溶胶向内部混合的转化,两种高数浓度的气溶胶是内部混合气溶胶数浓度持续增高的原因。
通过APM和NAQPMS模式的离线耦合,模拟东亚气溶胶在输送过程中混合和演变过程,计算了不同种类气溶胶内部混合比的变化,发现高浓度气溶胶的外部影响促进了气溶胶由外部混合向内部混合的转变。这种方法在研究气溶胶输送过程中混合和演变方面作了有益的尝试。