本文關(guān)鍵詞：黃山地區(qū)云凝結(jié)核與氣溶膠化學(xué)成分的特性及其關(guān)系　出處：《南京信息工程大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：為研究華東背景黃山地區(qū)云凝結(jié)核(CCN)和氣溶膠水溶性離子(WSI)的垂直分布特征,以及氣溶膠化學(xué)成分對(duì)其吸濕特性和活化能力的影響,在2011和2012年黃山的不同高度觀測(cè)了CCN濃度、氣溶膠水溶性離子以及氣溶膠的吸濕活化特性,分析了黃山CCN濃度和水溶性離子在不同高度的垂直分布特征,探討了氣溶膠中化學(xué)成分對(duì)吸濕特性和活化能力的影響。總體分析結(jié)果顯示,黃山地區(qū)氣溶膠和CCN濃度與污染城市相比較小,CCN核譜類型屬于清潔大陸型,表明黃山受到的局地污染小,大氣環(huán)境相對(duì)清潔。由三個(gè)高度CCN濃度的高相關(guān)性以及WSI的主成分分析表明影響黃山不同高度氣溶膠的氣團(tuán)是相同的,污染氣團(tuán)在遠(yuǎn)距離傳輸過(guò)程中老化,使得可溶性成分在氣溶膠中占到很大的比例,增強(qiáng)了黃山氣溶膠的吸濕性。山底較高濃度的氣溶膠粒子和二次離子表明了人為源排放的影響比山頂大,另外由于邊界層的抬升和山谷風(fēng)的共同作用,山底的氣溶膠粒子在向上輸送的過(guò)程中因干濕沉降和稀釋效應(yīng)造成了一定損失,使得黃山地區(qū)的氣溶膠、CCN和離子的濃度都是隨高度的升高而遞減的。總體來(lái)說(shuō),由于黃山地形復(fù)雜,黃山地區(qū)的氣溶膠不僅受到遠(yuǎn)距離輸送的污染氣團(tuán)影響,高山地區(qū)氣流的垂直輸送作用同樣對(duì)氣溶膠的理化性質(zhì)有著重要影響。對(duì)CCN、WSI、吸濕性的具體觀測(cè)結(jié)論如下：2011年6月利用云凝結(jié)核計(jì)數(shù)器在黃山三個(gè)不同高度處對(duì)CCN進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果表明,不同高度的CCN濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)基本一致,CCN濃度隨高度的升高而減小,過(guò)飽和度為0.8%時(shí)山頂、山腰、山底CCN濃度平均值分別為1105.62、1218.39和1777.78cm-3,山底的高CCN濃度(大于1000cm-3)出現(xiàn)頻率大于山腰和山頂,表明山底受周邊污染源的影響較山頂和山腰大。山頂和山底CCN的日變化曲線均為雙峰型,兩個(gè)峰值分別出現(xiàn)在午前和午后,與大氣邊界層高度及山谷風(fēng)變化有關(guān)。利用公式N=CSk擬合了山頂在不同天氣條件下CCN活化譜,并分析了其變化特征。結(jié)果顯示,晴天、雨天和霧天的C值分別為2798、384、765,小于一些污染城市,屬于清潔大陸型核譜。2012年9月14日到10月26日利用9級(jí)采樣器(10.0-9.0、9.0-5.8、5.8-4.7、4.7-3.3、3.3-2.1、2.1-1.1、1.1-0.65、0.65-0.43、0.43μm)在黃山兩個(gè)不同高度處進(jìn)行了氣溶膠的采樣。分析結(jié)果表明,山頂PM2.1和PM10的質(zhì)量濃度分別為17.07、21.28和39.25μg/m3,山底的分別為24.79、29.02和42.39μg/m3。山頂PM1.1、PM2.1、PM10中總水溶性離子的濃度分別為9.59、11.73、17.16μg/m3,山底的分別為16.88、19.38、27.61μg/m3,氣溶膠和離子濃度均隨高度的升高而遞減。山頂?shù)腟O42-和NH4+的譜分布中主要峰值出現(xiàn)在0.43-0.65μm,而山底的主要峰值則出現(xiàn)在0.65-1.1μm, NO3-在山頂主要集中在細(xì)模態(tài)而在山底主要集中在粗模態(tài),粗模態(tài)中較高濃度的NO3-是由硝酸根的氣態(tài)前體物與含有Ca和Mg的粗粒子發(fā)生的非均相化學(xué)反應(yīng)而來(lái),且山底的高溫可能減少細(xì)模態(tài)中NO3-的含量。Na+、Cl-、K+的譜分布均呈現(xiàn)雙峰分布,Ca2+和Mg2+的最大濃度出現(xiàn)在粗模態(tài)。氣溶膠酸度分析表明山底氣溶膠的酸性要高于山頂,H+的濃度與泰山和衡山比相對(duì)較低,這與黃山濃度較低的SO42-、HSO4-和含水量一致。2012年9月和10月在黃山山底利用Moudi氣溶膠采樣器和氣溶膠分檔活化系統(tǒng)觀測(cè)了氣溶膠的化學(xué)成分對(duì)CCN分檔活化率的影響,結(jié)果表明：氣溶膠的臨界過(guò)飽和度S。受其粒徑大小和化學(xué)成分的共同影響,當(dāng)氣溶膠可溶性增強(qiáng)S。則相應(yīng)的降低,而有機(jī)物含量的增多使得活化率降低。因此CCN活化率隨著總水溶性離子濃度的增大而增大,且在低過(guò)飽和度下增加得更顯著。由觀測(cè)期間的活化率曲線計(jì)算得到SS=0.1%、0.2%、0.4%、0.7%下臨界干粒徑Dd的平均值分別是145.5、90.6、58.0、40.9nm,黃山地區(qū)S042-和NH4+的高含量和高相關(guān)性,導(dǎo)致黃山的Dd在SS=0.4%和0.7%時(shí)與純硫酸銨的Dd較接近。用活化率計(jì)算得到的吸濕增長(zhǎng)系數(shù)κa平均值為0.43,與離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)一樣隨粒徑的增長(zhǎng)而增長(zhǎng),用化學(xué)成分計(jì)算的吸濕增長(zhǎng)系數(shù)κp平均值為0.37,高于城市地區(qū)的平均值,表明黃山受到局地人為污染少,氣溶膠經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸老化,吸濕性增強(qiáng)。κ的閉合和CCN的閉合效果并不是很理想,可能與膜采樣的化學(xué)成分缺少有機(jī)物的觀測(cè),且觀測(cè)的時(shí)間分辨率低有關(guān)。
[Abstract]:In this paper , the influence of the chemical composition on the moisture absorption and activation of the aerosol is studied . The results show that the concentration of the aerosol and the water soluble ions in the Yellow Mountain is smaller than that of the top of the mountain . The results show that the concentration of the aerosol in the Yellow Mountain is smaller than that of the top of the mountain . The results show that the concentration of the aerosol in the mountain area is smaller than that of the top of the mountain and the peak of the atmospheric environment . The average values of critical dry particle diameter Dd of 0.2 % , 0.4 % and 0.7 % were 145.5 , 90.6 , 58.0 , 40.9 nm , respectively .

【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X513;P426.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1410477