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全球氣候變暖的加強或削弱作用。受原位測量方法限制及反照率光譜認知的不足,目前ω仍的誤差依然較大。含碳氣溶膠中的黑碳(BC)和棕碳氣溶膠(BrC)之和,是全球氣溶膠最大的吸收體,對氣候系統(tǒng)的輻射平衡有重要影響,由于其來源和老化過程的復雜性,至今對其混合狀態(tài)及其光學特性還存在爭議。本論文發(fā)展了新型的ω光譜原位測量方法,并利用該方法,從實驗室秸稈燃燒過程、北京冬季污染條件及壽縣夏季高氧化條件的外場觀測等三個方面,對含碳氣溶膠的光學特性開展了研究。本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1.建立了一套寬波段氣溶膠單次散射反照率光譜測量系統(tǒng),首次實現(xiàn)了365-660 nm波長范圍氣溶膠消光、散射、吸收及ω光譜的原位同步測量。消光和散射系數(shù)的探測極限分別好于0.83 Mm-1和0.60 Mm-1(12s采樣時間),吸收系數(shù)和ω的不確定度分別好于4%和5%。實驗室和實際大氣測量表明,該寬波段反照率系統(tǒng)能準確測量氣溶膠的光譜特性,為含碳氣溶膠光譜研究提供了有力工具。2.實驗室研究了秸稈燃...

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：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的光吸收增強效應（透鏡效應）??

大氣環(huán)流能間接的增強下風向地區(qū)的降水。ＳＢＡ也能通過“穹頂”效應，進一??步加劇下風向地區(qū)的空氣污染［７５］。此叩［７７］等基于衛(wèi)星遙感評估了中國地區(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)，黑碳吸收增強因子（五ｗ）報道值的對比??１１??

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

圖２．１單次散射反照率光譜儀裝置示意圖??１５??

２．２．１裝置結構??單次散射反照率光譜儀利用腔增強吸收光譜技術測量消光系數(shù)，利用積分??球收集散射光測量散射系數(shù)。如圖２．１，高精細諧振腔由截止減弱管和積分球??構成，寬帶光源發(fā)射的光，經(jīng)過準直后，耦合到高精細諧振腔中。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構尺寸圖??

最后耦合到光學諧振腔中。光學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?％）構成，腔鏡之??間的距離？６００?ｍｍ?（圖２．２）。腔鏡的兩端用氮氣沖刷（流速１００?ｍＬｍｈＶ１），確??保腔鏡不受污染....

本文編號：3916537