观测约束下的煤矿区吸光气溶胶特性模拟研究

利用黑碳仪、光学粒度仪和太阳光度计在山西省长治市煤矿区开展连续实地观测,结合“核-壳”假设下的米散射模型,对煤矿区吸光气溶胶光学特性进行建模,提出一种基于多源地基观测快速反演吸光气溶胶单次散射反照率(SSA)的方法,并通过使用吸收Angstrom指数对模拟结果进行约束,分析了不同混合状态下吸光气溶胶光学特性的变化规律。结果表明:1)煤矿区吸光气溶胶粒径分布与污染条件相关,重度污染条件下粒径较大,中度污染条件下粒径较小,其中不同污染条件均在0.28~0.3μm等较小粒径区间内存在峰值,这表明排放源对粒径分布有重要影响;2)基于“核-壳”假设的米散射模型可以模拟不同混合状态下吸光气溶胶的SSA,以440 nm粒径为例,在均匀假设下SSA为0.43~0.72,在非均匀假设下SSA为0.41~0.65,这表明使用多波段、多粒径信息可以更准确地获取吸光气溶胶光学特性;3)吸收Angstrom指数只能在部分粒径区间与SSA相匹配,且无法应用至较大粒径区间,表明通过吸收Angstrom指数评估吸光气溶胶SSA的方法会产生偏差,应综合考虑粒径分布、混合状态和波长对其产生的影响。