氣溶膠單次散射反照率(ω0,散射與消光系數(shù)之比)是重要的光學(xué)參數(shù),決定著氣溶膠粒子散射和吸收所占的比例,其偏差直接影響氣溶膠對(duì)全球氣候變暖的加強(qiáng)或削弱作用。受原位測(cè)量方法限制及反照率光譜認(rèn)知的不足,目前ω仍的誤差依然較大。含碳?xì)馊苣z中的黑碳(BC)和棕碳?xì)馊苣z(BrC)之和,是全球氣溶膠最大的吸收體,對(duì)氣候系統(tǒng)的輻射平衡有重要影響,由于其來(lái)源和老化過程的復(fù)雜性,至今對(duì)其混合狀態(tài)及其光學(xué)特性還存在爭(zhēng)議。本論文發(fā)展了新型的ω光譜原位測(cè)量方法,并利用該方法,從實(shí)驗(yàn)室秸稈燃燒過程、北京冬季污染條件及壽縣夏季高氧化條件的外場(chǎng)觀測(cè)等三個(gè)方面,對(duì)含碳?xì)馊苣z的光學(xué)特性開展了研究。本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.建立了一套寬波段氣溶膠單次散射反照率光譜測(cè)量系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)了365-660 nm波長(zhǎng)范圍氣溶膠消光、散射、吸收及ω光譜的原位同步測(cè)量。消光和散射系數(shù)的探測(cè)極限分別好于0.83 Mm-1和0.60 Mm-1(12s采樣時(shí)間),吸收系數(shù)和ω的不確定度分別好于4%和5%。實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際大氣測(cè)量表明,該寬波段反照率系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)量氣溶膠的光譜特性,為含碳?xì)馊苣z光譜研究提供了有力工具。2.實(shí)驗(yàn)室研究了秸稈燃...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＢＣ在大氣中的老化過程及內(nèi)混合ＢＣ的光吸收增強(qiáng)效應(yīng)（透鏡效應(yīng)）??

大氣環(huán)流能間接的增強(qiáng)下風(fēng)向地區(qū)的降水。ＳＢＡ也能通過“穹頂”效應(yīng)，進(jìn)一??步加劇下風(fēng)向地區(qū)的空氣污染［７５］。此叩［７７］等基于衛(wèi)星遙感評(píng)估了中國(guó)地區(qū)傳輸?shù)??秸稈燃燒煙羽氣溶膠的《，發(fā)現(xiàn)從紫外至可見光波段，《有明顯的光譜特征，并??且０隨波長(zhǎng)的增加而增加（０．８５－０．９５）。....

圖１．２全球不同地區(qū)，黑碳吸收增強(qiáng)因子（五ｗ）報(bào)道值的對(duì)比??１１??

?的老化過程，比如與其他粒子的碰并、蒸汽在表面的凝結(jié)和化學(xué)氧化等［８６＿８８］。如??圖１．１所示，隨著各種老化過程的進(jìn)行，外混合態(tài)的ＢＣ表面包裹硫酸鹽、銨鹽、??硝酸鹽、有機(jī)物和水等物質(zhì)［８９￣］，導(dǎo)致其形貌、吸濕性和混合狀態(tài)急劇變化，進(jìn)??而改變ＢＣ的光學(xué)特性和輻射強(qiáng)迫作用［....

圖２．１單次散射反照率光譜儀裝置示意圖??１５??

２．２．１裝置結(jié)構(gòu)??單次散射反照率光譜儀利用腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)測(cè)量消光系數(shù)，利用積分??球收集散射光測(cè)量散射系數(shù)。如圖２．１，高精細(xì)諧振腔由截止減弱管和積分球??構(gòu)成，寬帶光源發(fā)射的光，經(jīng)過準(zhǔn)直后，耦合到高精細(xì)諧振腔中。耦合后的光??先通過前端的截止減弱管，再經(jīng)過小孔入射到積分....

圖２．２單次散射反照率光譜儀結(jié)構(gòu)尺寸圖??

最后耦合到光學(xué)諧振腔中。光學(xué)諧振腔由兩塊高反射率透鏡（ＬＧＲ，直徑??０．８?ｉｎ，曲率半徑６?ｍ，高反區(qū)４１５－４６０?ｎｍ，反射率Ｒ＞?９９．９９?％）構(gòu)成，腔鏡之??間的距離？６００?ｍｍ?（圖２．２）。腔鏡的兩端用氮?dú)鉀_刷（流速１００?ｍＬｍｈＶ１），確??保腔鏡不受污染....

本文編號(hào)：3916537