南极平流层气溶胶的作用——臭氧洞和物质循环

1.前言关于平流层气溶胶的研究是以六十年代由Junge等人用气球和飞机进行的平流层气溶胶观测而正式开始的。他们的研究表明,构成平流层气溶胶层的气溶胶,主要是被称作大粒子(Large Particle)的粒子组成的,而且,在这些气溶胶的化学成分中以硫化合物居多。这两点对于考虑平流层气溶胶层的生成机制和维持机制是极为重要的,也是决定今后研究方向的重要依据。不过,观测实例毕竟不是很充分的,留待今后研究的问题还很多。进入七十年代,世界各地建立激光雷达以后,已能探讨气溶胶层的全球变化了。1974年,Fuego火山喷发。

大气臭氧与气溶胶垂直分布的高空气球探测

本文给出了１９９３年９月１２日利用高空科学气球在河北省香河地区探测到的大气臭氧和气溶胶的垂直分布。结果发现：（１）大气臭氧的数密度在整个对流层较低（～１０１２ｍｏｌ／ｃｍ３），并从地面到对流层顶略有下降；对流层顶以上开始快速增加，极值层高度在～２４ｋｍ，其值为４．７８×１０１２ｍｏｌ／ｃｍ３；臭氧分压有类似的分布特征，极值１４６×１０－４Ｐａ，位于同一高度；（２）在平流层低层，臭氧分压有一个次极值６２×１０－４Ｐａ，位于１５～１６ｋｍ；（３）０～３０ｋｍ大气气溶胶数密度呈现出三个峰值：１４３，８和１．１个／ｃｍ３，分别位于近地面、５ｋｍ和２１ｋｍ；（４）气溶胶的数密度谱在对流层为双模态；在平流层，次峰消失。同时，我们还与其他观测结果作了比较分析。

对流层平流层气溶胶粒子的形态和化学组成

分析研究了１９９３年和１９９４年的８月、９月在香河地区上空采集的单个气溶胶粒子的形态及化学元素和化合物的组成。结果表明：１９９３年，在对流层大气中的气溶胶颗粒经常出现不规则形的粒子，可能是土壤粒子；而在平流层大气中的颗粒以具有“卫星”结构的硫酸粒子为主；硫酸铵粒子则经常出现在对流层的中、下部。香河地区上空颗粒物的化学元素组成比较复杂，单一化学元素组成的粒子较少，粒子主要含有Ｓｉ，Ｆｅ，Ａｌ和Ｓ等元素。气溶胶的化合物有硫酸盐、硅酸盐。

拉萨上空大气气溶胶光学特性的激光雷达探测

叙述了大气气溶胶激光雷达探测方程的求解方法 ,以及 1 998年夏季在拉萨使用激光雷达观测的一些结果 ,并与日本名古屋市上空的探测资料进行了对比分析 ,得到了拉萨上空气溶胶光学性质的一般特征 ,并对其成因进行了讨论。

拉萨上空大气臭氧垂直分布的高空气球探测

用臭氧探空仪于 1 998年 8月和 1 0月测量了在拉萨上空的臭氧垂直分布 ,并与河北香河的观测资料进行了对比。结果表明 ,拉萨上空对流层臭氧浓度较低 ,在 2 5～ 2 6km之间臭氧分压最大 ,在 30～ 34km之间混合比最大。从典型的臭氧垂直分布廓线推算出大气臭氧总含量为 2 61 .6DU。

沙尘粒子在我国内陆传输过程中对硫酸盐和硝酸盐生成的影响

2001年春季在青岛采集了3次沙尘暴过境时的大气气溶胶粒子,并利用单个气溶胶粒子分析方法对沙尘粒子含有硫酸盐和硝酸盐的状况进行了分析研究。结果发现3%～13%的沙尘粒子含有硫酸盐,6%～10%的沙尘粒子含有硝酸盐。这些比例远小于无沙尘时北京、青岛等城市污染大气中矿物粒子所含这些成分的比例,表明沙尘粒子在从内陆源区传输到沿海地区的过程中对大气中硫酸盐和硝酸盐生成的促进作用远不如城市污染大气中的矿物粒子明显。

大气气溶胶和臭氧浓度垂直分布

本文总结了1984～1994年期间6次平流层气球探测的大气气溶胶和臭氧浓度的垂直分布.垂直分布图中显示了气溶胶和臭氧的浓度在对流层中出现浓度峰,臭氧浓度还在对流层顶附近出现次峰.为了分析这些浓度峰的成因,计算了位温、位涡、后向轨迹,查阅了天气图.主要结果如下:(1)对流层大气气溶胶和臭氧的垂直分布受大气稳定度、空气湿度和对流层顶折叠等因子影响;(2)大气气溶胶浓度峰对应臭氧的浓度谷和一个气溶胶浓度低值对应臭氧的高值;(3)对流层气溶胶的柱浓度在1984年8月23日、1993年8月22日、1993年9月12日和1994年9月15日分别是72.2,20.2,20.7和34.4×105/cm2,而0～30 km大气柱的气溶胶浓度在1984年8月23日、1993年8月22日和9月12日分别是89.1,33.1和34.3×105/cm2;(4)0～30 km大气臭氧的积分浓度在1984年8月23日、1993年9月12日为274 DU,271.6 DU,对流层臭氧浓度在1984年8月23日、1993年9月12日和1994年9月15日分别是84.3,60.9和67.5 DU.

Tests for individual Sulfate－Containing Particles in Urban Atmosphere in Beijing

Thin film methods and X ray energy dispersive technique were applied to analyze sulfate-containing particles inBeijing in order to examine their features and sources. Atmospheric aerosol particles were collected on electron microscope meshes according to two size ranges: coarse particles (r>0.5μm) and fine particles (0.5μm>r>0. 1μm) by using a two-stage impactor. It was found that more than seventy percent of the fine particles and about twenty percentof the coarse particles were sulfate-containing particles. These particles were formed mainly through heterogeneousnucleation. The element composition analyses revealed that the atmospheric aerosol particles in Beijing were domi-nated by crustal particles and construction dust.