基于无人机探测大柴旦地区近地层气溶胶特征

通过改装多旋翼无人机（UAV）和搭载各类载荷以及联合地基观测设备对大柴旦地区大气、环境以及气溶胶参数进行测量。利用获得的数据资料，对该地区近地层气溶胶粒子数浓度（即单位体积空气中气溶胶粒子的数目）、消光系数以及气象要素等特征进行了分析。结果表明，在大柴旦地区，近地层气溶胶粒子数浓度日变化显著，呈现双峰形态，气溶胶粒子数浓度的变化范围为75～220 cm^-3,消光系数的变化范围为0.004～0.038 km^-1;当风速小于6 m/s时，气溶胶粒子数浓度与风速呈负相关关系；当风速大于6 m/s时，二者呈正相关关系；相对湿度对气溶胶粒子的影响较小，这可能是由于该地区以沙尘型气溶胶为主，吸湿性较弱。本研究基于多旋翼无人机探测平台，可以有效地获得近地层精细化大气、环境结构，有助于研究人员了解该地区气溶胶的结构、变化特征以及建立气溶胶模式，同时也为气溶胶及大气环境参数探测方法提供了技术支撑及思路拓展。     

考虑地表反射类型的气溶胶散射偏振特性

采用逐次阶散射法求解矢量辐射传输方程来研究气溶胶在不同地表反射模型下的散射偏振特性.首先,选取单一地表反射模型和耦合地表反射模型两种地表反射模型.然后,根据地表反射模型计算得到相应的地表反射率,进而采用逐次阶散射法对矢量辐射传输方程进行求解,得到散射光的Stokes矢量.最后,由Stokes矢量计算得出散射光的偏振度.仿真结果表明,两种地表反射模型下气溶胶单次散射的散射辐射强度和线偏振度均相等;耦合地表反射模型的总散射辐射强度和线偏振度总是大于单一地表反射模型;单一地表反射模型的气溶胶单次散射相对总散射的贡献总是大于耦合地表反射模型.研究结果对气溶胶光学特性的反演具有一定意义.     

高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定青藏高原气溶胶样品中磷及其他18种元素

气溶胶中磷（P）的准确测定是评估磷沉降对青藏高原生态效应及磷的生物地球化学循环的重要前提。针对青藏高原气溶胶中磷含量低及滤膜单个样品量有限的特征,本文建立了高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定气溶胶中磷及其他元素含量的方法。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测得P元素的检出限为3.5 μg/L,优于电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）的检测限（89 μg/L）,其他元素检出限均达到μg/L（ppb）级（0.013-36 μg/L）,部分元素如Co、Cd、Pb等达到ng/L（ppt）级（2-7 ng/L）。各元素线性关系良好,测定结果的相对标准偏差(RSD) < 5%,磷的加标回收在90-103%, 方法准确度和精密度满足分析要求。该方法成功地测定了青藏高原实际气溶胶样品中磷及其他元素,具有良好的可靠性和实用性。     

HO2非均相摄取系数的测量与参数化

HO₂自由基与环境大气气溶胶的非均相反应是HO₂自由基的重要汇之一,对大气氧化能力有重要影响,对大气颗粒物的物化性质等进一步产生影响。HO₂的非均相反应过程的定量描述对不同地区大气氧化性与臭氧生成能力等问题的探求具有重要意义。目前不同研究小组测量的摄取系数可相差3到5个数量级,深入探究不同条件下不同种类气溶胶对HO₂自由基的非均相摄取机制,对摄取机制进行参数化表达,并准确测量摄取系数是量化其环境影响的关键。本文深入介绍了HO₂非均相摄取的原理与参数化表达,总结了已有的研究结果与进展,对不同的影响因素进行总结分析,并对此领域未来的发展方向提出建议与展望。     

滤膜冷凝收集-离子色谱法测定固液气溶胶中5种水溶性阴离子北大核心CSCD

水溶性离子是固、液气溶胶的重要组成部分,对于气溶胶的理化性质和空气质量具有重大影响,研究水溶性离子的含量对于大气环境的污染与防治具有深远意义。该研究建立了一种滤膜冷凝收集-离子色谱技术采集固体气溶胶和液体气溶胶并测定其中的5种水溶性阴离子(Cl^(-)、F^(-)、NO^(-)_(3)、NO2^(-)、SO4^(2-))含量的方法。首先,采用固体颗粒过滤器和冷凝收集法分别收集固体气溶胶和液体气溶胶,固体气溶胶以固体颗粒物的形式被收集在固体颗粒过滤器内,液体气溶胶以冷凝液的形式在冷阱中被收集。其次,以离子色谱法对固、液体气溶胶中的水溶性阴离子含量进行检测。在以Dionex IonPac AS11-HC-4μm作为分析柱,流速为1 mL/min,柱温为30℃,淋洗液氢氧化钾(KOH)浓度在0~40 min内由1 mol/L线性增至25 mol/L,进样量100μL的条件下,各离子在40 min内有效分离,5种阴离子在0.1~10 mg/L范围内线性关系良好(相关系数为0.9992~0.9997),检出限低(0.02~0.04 mg/L)。对样品采集条件(采样时间、采样温度和采样流量)进行了优化,结果表明,在采样时间2 h、采样温度-13℃、采样流量1.0 L/min的条件下,可获得较为满意的结果。在优化的条件下分别对实际样品的两类溶胶中的5种阴离子含量进行了检测,测得实际样品的液体气溶胶中5种阴离子含量分别为5.7402μg/m^(3)(F^(-))、1.1599μg/m^(3)(Cl^(-))、3.3233μg/m^(3)(NO^(-)_(2))、2.4861μg/m^(3)(NO^(-)_(3))和0.9745μg/m^(3)(SO^(2-)_(4)),固体气溶胶中5种阴离子含量分别为14.1037μg/m^(3)(F^(-))、5.0398μg/m^(3)(Cl^(-))、9.3052μg/m^(3)(NO^(-)_(2))、8.4528μg/m^(3)(NO^(-)_(3))和5.6314μg/m^(3)(SO^(2-)_(4))。该方法可应用于实际的大气检测中,也为其他离子的采集和分析条件的摸索提供了方法。     

A REVIEW OF POLAR STRATOSPHERIC CLOUD FORMATION

Liquid and solid particles in polar stratospheric clouds （PSCs） have been known to play a crucial role in the chemical loss of stratospheric ozone over the Antarctic and Arctic regions in late winter and early spring. The stratospheric aerosol and cloud particles provide the sites where fast heterogeneous chemical reactions convert inactive halogen reservoir species into potential ozone destroying radicals. The sedimentation of nitric acid-containing PSC particles irreversibly removes HNO3 gas （denitrification） from the lower stratosphere, which slows the return of chlorine to its inactive forms, resulting in more severe stratospheric ozone destruction. Although these clouds have been investigated extensively during the past decade using in situ field observation, laboratory experiment and modeling studies, the detailed microphysics processes under cold stratospheric conditions are still uncertain. This paper reviews the recent advances in our understanding of PSCs.     

SPATIAL AND SEASONAL DISTRIBUTIONS OF ATMOSPHERIC CARBONACEOUS AEROSOLS IN PEARL RIVER DELTA REGION, CHINA

Concentrations and spatial distributions of organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) in atmospheric particles were measured at 8 sites in four cities (Hong Kong, Guangzhou, Shenzhen and Zhuhai) of Pearl River Delta Region (PRDR), China during 2001 winter period and 2002 summer period. PM2.5 (particie diameter smaller than 2.5 um) and PM10 (particie diameter smaller than 10 um) samples were collected on pre-fired quartz filters with mini-volume samplers and analyzed using thermal optical reflectance (TOR) method. The average PM2.5and PM10 Ievel were 60.1 and 93.1 μg·m-3, respectively, with PM2.5 constituting 65.3% of the PM10 mass. The average OC and EC concentrations in PM2.5 were 12.0 and 5.1 μg·m-3, respectively, while those in PM10 were 16.0 and 6.5 μg·m-3, respectively. The carbo-naceous aerosol accounted for 37.2% of the PM2.5 and 32.8% of the PM10. The highest concentrations of OC and EC were observed at Guangzhou city in both vvinter and summer seasons. The average OC/EC ratios were 2.     

显微成像法研究气溶胶液滴结晶动力学

介绍一个研究气溶胶液滴结晶过程的物理化学实验.该实验涉及到对气溶胶的潮解与风化概念的理解,光学显微镜和高速摄像仪的构造和使用,相关软件的运用,数据的统计、处理和分析,有利于增强学生的综合实践能力,加深对结晶学和动力学知识的理解.     

基于动态雷达比的气溶胶消光系数及光学厚度反演

激光雷达以其高垂直空间分辨率和高时间分辨率的优势在大气气溶胶监测中具有重要作用。在利用Fernald法反演气溶胶消光系数和光学厚度的过程中,雷达比是反演结果的主要误差源。在目前的应用中雷达比普遍都是取固定值,这就必然给雷达反演带来误差。通过对污染物以及气象数据与雷达比的逐步回归分析,建立了雷达比估算模型,从而实现雷达比的动态估算。研究表明:雷达比的变化与空气中PM2.5质量浓度、相对湿度、SO2和NO2质量浓度等具有明显相关性。相比于固定值,利用动态雷达比反演的气溶胶消光系数和光学厚度精度明显提高。