本論文所述工作圍繞南京地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性的觀測研究展開,首先分析了南京地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性的時空分布特征,討論了南京地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性的影響因素,評估了南京地區(qū)黑碳?xì)馊苣z的吸收增強(qiáng)及棕色碳對光吸收的貢獻(xiàn),最后對大范圍灰霾天氣過程中的氣溶膠光學(xué)特性做了比較研究。南京北郊站點(diǎn)氣溶膠光學(xué)特性具有顯著的季節(jié)變化和復(fù)雜的日變化特征,散射和吸收系數(shù)(Bsca和Ba6s)秋冬季高、春夏季低,冬季大氣能見度最小,灰霾天氣頻發(fā)。Bsca。和Bbs日變化表現(xiàn)出明顯的多峰分布。單散射反照率ω532四季變化較小,在清晨和下午出現(xiàn)最小值。夏秋季氣溶膠以細(xì)粒子為主,冬季粒子粒徑增大,在下午的交通高峰期粒子粒徑最大。夏季新鮮氣團(tuán)較多,Angstrom吸收指數(shù)Aabs有最小值,但沒有明顯的日變化。這些變化特征可能是受到氣象條件、邊界層變化、污染源排放等因素的共同影響。對比河北香河站點(diǎn),氣溶膠的Babs、Bsca、ω532、Asca和Aabs都高于南京北郊,日變化也有所不同,反映了長三角地區(qū)和京津冀地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性的差異性。對比2013年和2014年夏季江心洲站點(diǎn),2013年氣溶膠Bsca和Babs低于2014年,并且吸收對消光的貢獻(xiàn)大,氣溶膠以細(xì)粒子為主,大氣能見度平均值較大,2014年夏季氣溶膠老化嚴(yán)重,氣溶膠負(fù)載增加。亞青會期間,Bsca和Babs有不同程度的降低,但青奧會期間,Bsca和Babs卻有所增加,說明大氣環(huán)境條件對氣溶膠光學(xué)特性的影響顯著。南京地區(qū)氣溶膠光學(xué)特性受氣象要素、化學(xué)組成、粒徑譜分布、折射率等多種因素的影響。在南京北郊站點(diǎn),偏東風(fēng)下氣溶膠有較大的ω532和Asca,而風(fēng)向?qū)?013年江心洲站點(diǎn)氣溶膠光學(xué)參數(shù)影響較小。當(dāng)相對濕度RH小于70%時,大氣能見度與氣溶膠干散射和消光系數(shù)呈反比例關(guān)系。南京地區(qū)氣溶膠消光的吸濕增長因子fext(RH)有很明顯的季節(jié)變化和區(qū)域差異。南京北郊夏季分析結(jié)果表明,當(dāng)氣團(tuán)來自于河南、安徽等農(nóng)村地區(qū)時,能見度減小,氣溶膠的Bsca、Babs、ω532和Asca增大,硫酸鹽對干消光貢獻(xiàn)達(dá)到58%。氣團(tuán)聚類分析發(fā)現(xiàn),南京北郊夏季,70%以上氣團(tuán)來自于海洋,空氣潔凈,而冬季,幾乎所有氣團(tuán)都來自于內(nèi)地,氣溶膠負(fù)載增加。2014年江心洲站點(diǎn)受傳播速度慢,傳播距離短的氣團(tuán)控制,區(qū)域污染物影響較大。相關(guān)性分析顯示:南京北郊四季氣溶膠Bsca和Babs與二次無機(jī)離子顯著相關(guān),在秋冬季,燃燒源對大氣消光貢獻(xiàn)較大,在春夏季,沙塵會影響大氣消光。江心洲站點(diǎn),二次氣溶膠、生物質(zhì)燃燒和機(jī)動車排放都是PM2.5消光的貢獻(xiàn)源�；瘜W(xué)解析表明,硫酸鹽和有機(jī)物是南京北郊站點(diǎn)PM2.5的主要貢獻(xiàn)物,而在江心洲站點(diǎn),硝酸鹽貢獻(xiàn)增強(qiáng)。利用南京地區(qū)PM2.5的全粒徑譜,發(fā)現(xiàn)氣溶膠散射和吸收系數(shù)與數(shù)濃度、表面積濃度及質(zhì)量濃度都呈線性關(guān)系,并表現(xiàn)出一定的時空變化�；贛ie散射模型,分析了反演得到的南京北郊四季氣溶膠的有效復(fù)折射率的季節(jié)變化�；趦煞N方法,開展了南京地區(qū)黑碳(BC)氣溶膠的吸收增強(qiáng)及棕色碳(BrC)對光吸收的貢獻(xiàn)研究�；赥D-SPAMS-PASS聯(lián)用,發(fā)現(xiàn)PM2.5中揮發(fā)性組分的剩余質(zhì)量分?jǐn)?shù)MFR隨溫度變化差異較大,到250℃以上,大多數(shù)有機(jī)物、無機(jī)鹽類全部揮發(fā)。揮發(fā)性組分對光吸收的貢獻(xiàn)約為34%。2014年夏季江心洲站點(diǎn)黑碳的平均吸收增強(qiáng)因子Eabs-781-TD為1.53±0.03,可能受污染物來源影響較大。BC、包覆層及BrC對氣溶膠光吸收(405nm)的貢獻(xiàn)分別為62.7%,32.0%和5.3%。南京北郊四季PM2.5的質(zhì)量散射效率MSE冬季最高,春季最低,2014年江心洲站點(diǎn)MSE高于2013年�；谫|(zhì)量吸收效率MAC,南京地區(qū)總氣溶膠和BrC的MAC都表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化,冬季最大,夏季最小。春、夏、秋、冬四季黑碳的吸收增強(qiáng)因子Eabs-781-MAC平均值分別為1.66±0.16、1.51±0.10、1.28±0.10和2.29±0.16,季節(jié)差異較大,江心洲站點(diǎn)Eabs-781-MAC與南京北郊接近。氣溶膠中BC、包覆層和BrC對405nm光吸收貢獻(xiàn)有明顯的季節(jié)性。冬季,包覆層貢獻(xiàn)較大,而春秋季包覆層的貢獻(xiàn)減小,由于生物質(zhì)燃燒排放,BrC的貢獻(xiàn)上升。南京地區(qū)夏季BC、包覆層和BrC對光吸收的貢獻(xiàn)接近。比較南京北郊不同季節(jié)灰霾天氣過程,發(fā)現(xiàn)灰霾期間,都受起源于內(nèi)陸的氣團(tuán)控制,而且傳播距離短,速度慢,造成采樣點(diǎn)氣溶膠累積,氣溶膠的Bsca和Babs劇增。而非霾日,春夏季氣團(tuán)來自于海洋地區(qū),帶來潔凈氣流,秋冬季節(jié)則氣團(tuán)則起源于新疆、內(nèi)蒙古以北地區(qū),冷空氣南下,RH減小,能見度升高。秋冬春季節(jié),以降雨的形式結(jié)束灰霾過程。在夏秋冬季節(jié)的霾日,氣溶膠粒徑會向大粒徑偏移,而春季霾日1,則向小粒徑段偏移,致使Asca值增大。在秋冬季節(jié),霾日移動源貢獻(xiàn)較大,而春夏季節(jié),固定源貢獻(xiàn)大。相對濕度和高濃度污染物共同影響氣態(tài)前體物的光化學(xué)轉(zhuǎn)化。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：X513;X831
【部分圖文】：

圖１．１全球平均輻射強(qiáng)迫（ＩＰＣＣ，ＡＲ５）??，到目前為止，要對對流層氣溶膠的氣候效應(yīng)做出一個適當(dāng)?shù)墓烙?jì)仍這主要是由于對流層氣溶膠的直接氣候效應(yīng)取決于氣溶膠粒子的濃度、

?面的因素，第一個觀測點(diǎn)選在了位于南京北郊的南京信息工程大學(xué)校園內(nèi)（３２．２°Ｎ，??１１８．７°Ｅ），如圖２．２所示。為便于分析，圖中標(biāo)出了南京信息工程大學(xué)、南京市中心、??江心洲、化工園和南京鋼鐵廠等位置。????ｋ．＾Ｊ?４ＢＢｒ??（ａ）中國地圖?（ｂ）采樣點(diǎn)位置??圖２．１采樣點(diǎn)位置圖??如圖２．２所示，選擇南京信息工程大學(xué)校園作為觀測點(diǎn)首先是基于觀測對象具有代??表性方面的考慮：該觀測點(diǎn)隸屬于南京市，但地處蘇皖兩省的交界處，距離南京市中心??１５公里，其東北方向１０公里是南京市化學(xué)工業(yè)園區(qū)，分布著２００多家化工企業(yè)，偏東??方向３公里是南京鋼鐵廠，在化工企業(yè)所排放的廢氣和汽車尾氣的共同作用下，該區(qū)域??呈現(xiàn)出復(fù)合型空氣污染特征，因此，選擇此區(qū)域作為觀測點(diǎn)，可以將其作為城市復(fù)合污??染的代表點(diǎn)；除此之外，“中國氣象局大氣綜合觀測培訓(xùn)實(shí)習(xí)基地（南京）”（以下簡稱??大氣觀測站）坐落于南京信息工程大學(xué)校園內(nèi)，大氣觀測站內(nèi)有眾多先進(jìn)的儀器設(shè)備，??作為校內(nèi)用戶

?面的因素，第一個觀測點(diǎn)選在了位于南京北郊的南京信息工程大學(xué)校園內(nèi)（３２．２°Ｎ，??１１８．７°Ｅ），如圖２．２所示。為便于分析，圖中標(biāo)出了南京信息工程大學(xué)、南京市中心、??江心洲、化工園和南京鋼鐵廠等位置。????ｋ．＾Ｊ?４ＢＢｒ??（ａ）中國地圖?（ｂ）采樣點(diǎn)位置??圖２．１采樣點(diǎn)位置圖??如圖２．２所示，選擇南京信息工程大學(xué)校園作為觀測點(diǎn)首先是基于觀測對象具有代??表性方面的考慮：該觀測點(diǎn)隸屬于南京市，但地處蘇皖兩省的交界處，距離南京市中心??１５公里，其東北方向１０公里是南京市化學(xué)工業(yè)園區(qū)，分布著２００多家化工企業(yè)，偏東??方向３公里是南京鋼鐵廠，在化工企業(yè)所排放的廢氣和汽車尾氣的共同作用下，該區(qū)域??呈現(xiàn)出復(fù)合型空氣污染特征，因此，選擇此區(qū)域作為觀測點(diǎn)，可以將其作為城市復(fù)合污??染的代表點(diǎn)；除此之外，“中國氣象局大氣綜合觀測培訓(xùn)實(shí)習(xí)基地（南京）”（以下簡稱??大氣觀測站）坐落于南京信息工程大學(xué)校園內(nèi)，大氣觀測站內(nèi)有眾多先進(jìn)的儀器設(shè)備，??作為校內(nèi)用戶

本文編號：2883464