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气溶胶是地球大气的重要组成部分，可以吸收散射辐射，也可以作为云凝结核参与云物理、降水过程，对全球和区域气候以及生态环境产生重要影响。华北平原人口密度高、工业高度集中、道路网络密集，是气溶胶污染最为严重的地区之一。在华北地区开展气溶胶混合状态、吸湿增长特性以及光学特性的研究，具有重要的科学意义和实际应用价值。本文借参加2013年夏季在华北平原北部香河观测站开展的大型的气溶胶和云相互作用综合观测试验机会，利用德国莱布尼兹对流层研究所的移动实验室，针对国内较少开展的气溶胶混合状态与吸湿特性研究内容开展了为期一个月的系统性观测试验，分析了气溶胶的混合状态、吸湿增长特性以及新粒子生成事件的基本特征和变化特性;对比分析了HTDMA和VTDMA两种观测技术对气溶胶混合状态观测的影响;结合光学闭合实验，研究了黑碳混合状态对其光学特性的影响;另外还分析了华北平原地区气溶胶混合状态、吸湿增长特性与区域大气输送和气团性质的联系。 香河地区大气中的黑碳主要以与其它可挥发性成分内混合（包括核-壳混合）的状态存在(～88％);其余12％以外混合的状态存在，主要由局地不完全燃烧产生。混合状态日变化特征明显，夜晚外混碳比例上升，峰值出现在早5:00-6:00和晚19:00-20:00，约占24％;而随着白天边界层的发展以及气溶胶的老化，外混碳被可挥发成分包裹形成内混合或者核-壳混合，此时内混合比例高达90％. 气溶胶的平均吸湿性参数k在0.29～0.37范围内，随着粒径的增大而增大，白天的值高于夜晚;k的概率密度分布呈现双峰/三峰模态，由硫酸盐等无机盐、水溶性有机物、内混合的黑碳等组成的强吸湿模态占总气溶胶数量的60％～84％;由外混碳以及不溶于水的有机物组成疏水模态占10％～15％;一般吸湿模态，通常出现在白天由疏水颗粒物老化形成，但在某些粒径上表现不明显。 HTDMA和VTDMA的观测具有较好的一致性，存在一定的线性关系，相关系数在0.57～0.72之间。两者的观测同时存在一定的差异，这种差异说明香河地区存在相当比例的疏水但是可以挥发的有机物，如多环芳烃。 利用扫描电迁移率粒径谱仪SMPS和中性分子簇/空气离子谱仪NAIS分析了观测期间出现的9次新粒子生成事件，发现成核过程大部分从早上开始，初始粒径为2nm左右;增长过程约持续6～12小时。其中有4次为有机物占主要贡献，另外4次为硫酸盐主导，还有1次有机物、硫酸盐质量分数均下降。 对混合状态和吸湿增长特性进行了拟合，得到了塌缩因子SF、k以及模态的数量比NF随粒径变化的拟合曲线及相关系数。由于受到局地排放的影响，夜晚和白天的拟合曲线存在一定的差异。 基于光学闭合实验，分析了三种理想气溶胶混合状态（外混合、内混合以及核-壳混合）对其光学性质的影响，包括吸收系数、散射系数、后向散射系数、半球后向散射比HBF、单次散射反照率SSA和(A)ngstr(o)m指数，并用相对偏差量化了内混合、核-壳混合和外混合假定下参量之间的差异。 通过后向轨迹分析，得到了香河地区的典型气团，并对其对应的气溶胶混合状态、吸湿特性以及光学特性进行了分析。当气团来自西北方向并且在华北平原边界层内停留时间较短时，亚微米颗粒物浓度、单次散射反照率、k均较低，黑碳的外混合比例较大。来源于其它方向或者在边界层内停留较长的气团，则呈现相反的特性，气团之间气溶胶特性的差异并不明显。主要是由于华北平原丰富的气溶胶以及前体气体的存在，不管气团起源于哪个方向，一旦进入华北平原很容易发生老化，使的颗粒物之间化学成分趋于一致、颗粒物内部多种成分内混合。 本文应用VTDMA和HTDMA在国内首次开展的联合观测实验，从吸湿性和挥发性将气溶胶的混合状态统一起来，并给出了基于这两种观测技术得到的气溶胶混合状态的差异;将NAIS和SMPS的观测拼接起来，对粒径范围在0.75～800nm的气溶胶数浓度谱分布进行了观测，从而实现了对气溶胶新粒子生成事件更加直接的观测与分析;同时给出了华北平原地区气溶胶的混合状态、吸湿增长特性与粒径的参数化方案，为气候和环境效应数值模拟提供支撑。