大氣氣溶膠顆粒不僅對人體健康和大氣輻射收支有重要影響,還能作為云凝結核(CCN)與冰核(IN)對降水過程產(chǎn)生影響。氣溶膠、云以及降水之間的關系存在著巨大的不確定性,一直以來是研究的熱點。利用單顆粒分析技術研究降水中的不溶顆粒物是近年來興起的一種有力的研究方法,通過該方法可以探究氣溶膠、云以及降水之間的相互作用。透射電子顯微鏡(TEM)觀測是一種重要單顆粒分析技術,但由于觀測前的樣品的制備過程相對復雜,目前使用該技術對降水成分的研究相對較少。本文嘗試利用透射電子顯微鏡分析降雪樣品中的不溶顆粒物,并以此間接研究不同種類與來源的氣溶膠對云和降雪過程的影響。首先,設計了6種不同的透射電鏡樣品制作方法,結果發(fā)現(xiàn):(1)直接滴樣制樣法(DDM)操作簡單便捷,但雪融液中的可溶成分在干燥過程中會析出生成新的可溶顆粒物或覆蓋包裹在不溶顆粒物表面,這些會對不溶顆粒的觀測帶來不便;(2)直接過濾制樣法(DFM)不具備可行性,因為TEM銅網(wǎng)膜透水能力極差,不能用于雪融液的過濾;(3)過濾并轉(zhuǎn)移制樣法(FTM)雖然除去了絕大部分可溶物質(zhì),但該過程中使用的超聲震蕩會破壞不溶顆粒物的新貌結構;(4)冷凍干燥制樣法(FDM)會導致可溶物質(zhì)生成新的顆粒;(5)稀釋靜置制沉淀樣法(DGM)能有效的減少可溶物質(zhì)對觀測的干擾,但是吸附強或密度較小的不溶顆粒物會在該過程中受到損失;(6)正切過濾-稀釋制樣法(TFF-D)具有去除融液中可溶物質(zhì)和濃縮不溶顆粒物的能力,在6種制樣方法對比中效果最佳。通過制樣方法對比,我們選取正切過濾-稀釋制樣法對2015年2月12日吉林市市區(qū)和2015年2月22日吉林市郊區(qū)的兩場降雪樣品進行透射電鏡的樣品制備與觀測。最終,結合透射電鏡觀測結果、衛(wèi)星云和氣溶膠產(chǎn)品數(shù)據(jù)、地面指定站點的沙塵數(shù)據(jù)以及氣團后向軌跡模式的研究分析發(fā)現(xiàn):2月12日吉林市市區(qū)降雪過程中,來自于日本本部周邊海域的老化的海鹽氣溶膠和一定量的人為污染排放氣溶膠參與了這次降雪的云成核過程,以至于在云有效溫度較低的情況下,云頂冰云的含量卻相對較低;而2月22日吉林市郊區(qū)的降雪過程中,由于大量沙塵顆粒(包括自然沙塵顆粒與人為沙塵顆粒)作為冰核參與了該次云降雪過程,使云在有效溫度較高的情況下卻有較高含量的冰云。低壓氣旋是這兩次降雪過程中的主要天氣系統(tǒng),氣旋結構使低層的水汽與各層的氣溶膠相互混合形成云與降雪。理解氣溶膠、云以及降水之間的相互關系是一項長遠而困難的研究,仍需要大量的觀測來認識它們之間的相互影響以及為模式區(qū)域參數(shù)化提供數(shù)據(jù)支持。本文利用透射電鏡單顆粒技術對兩次降雪中的不溶顆粒物進行分析,以獨特的視角揭示大氣氣溶膠在我國東北區(qū)域兩次降雪中不同特征。
【學位單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：P426;P412
【部分圖文】：

采樣地點吉林市

kV；該電鏡配備有能檢測選定觀測區(qū)域內(nèi)的元素含量與種類的X射線能譜儀（EDS）。圖2-2 透射電子顯微透射電子顯微鏡主要由照明系統(tǒng)、樣品臺、物鏡系統(tǒng)、放大系統(tǒng)和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)組成。照明系統(tǒng)包括產(chǎn)生電子的電子槍和聚焦磁極，能產(chǎn)生穩(wěn)定而高速電子

以對單顆粒的圖像進行分析；通過對單個顆粒圖像描繪分析后，該軟件能夠給出單顆粒的各種形貌參數(shù)（例如：周長面積、球化率、等效圓直徑和最大長寬比等），通過這些參數(shù)我們可以對顆粒物有更細致的認識與了解。圖2-3為該分析軟件iTEM和INCA某次個例頁面。圖2-3 分析軟件iTEM和INCA個例頁面2.3 全球觀測資料與后向軌跡模式2.3.1 MTSAT-1 靜止衛(wèi)星云產(chǎn)品數(shù)據(jù)為了更好的研究理解云的太陽短波輻射與長波輻射物理過程，首先需要知道云的各項物理特征。美國航空航天局（NASA）的“云與地球輻射能量系統(tǒng)”
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本文編號：2850889