气溶胶谱分段拟合对能见度计算的影响

针对气溶胶谱分布函数拟合中存在的偏差严重影响能见度计算精度的问题,提出了一种采用Junge谱与Deirmendjian谱结合的分段拟合方法来提高气溶胶谱分布函数的精度,并在大气环境模拟舱内进行了实验验证。首先,在大气模拟舱内生成了气溶胶多峰谱分布,建立了气溶胶谱分布的参数化模型。然后,对比分析了所提综合谱分段拟合方法和单一谱函数法拟合谱函数的相对误差和相关系数。最后,基于相对偏差和相关性评估了所提方法计算能见度的精度。结果表明利用所提方法计算获得的能见度与观测值的平均相对偏差为4.87%,相关性R^(2)=0.9847,证明其拟合结果具有较好的准确性、稳定性,且与实际观测值具有较好一致性。

大气气溶胶粒子粒径分布激光遥测研究进展

激光雷达具有探测距离远、灵敏度高、精度高、响应时间快、实时监测等优点,已成为大气气溶胶遥测的重要技术手段,对于改善人类生活质量、预防疾病、环境保护、气象研究、军事等领域有着极其重要的作用。对气溶胶粒子基本特性和激光遥测气溶胶粒子粒径分布反演的基本原理进行阐述。重点介绍了国内外利用激光雷达遥测气溶胶粒子最新进展,并对气溶胶粒子粒径分布激光遥测的发展趋势进行简要总结。

消光法反演腾格里沙漠地区沙尘气溶胶谱分布

对腾格里沙漠4～9月份的整层大气气溶胶的光学遥感观测结果进行了分析。结果表明,由于消光因子对大粒径粒子消光效应的不敏感性,决定了消光法仅可较好地反演粒径在0.1～5μm之间的气溶胶谱分布特征,特别是对0.1～1μm的大粒子谱分布的反演结果更为稳定;腾格里沙漠气溶胶粒度谱分布基本符合Junge谱;浮尘天气的谱分布同干洁晴好天气的谱分布有着很大的差异,浮尘天气下粒径在0.1～1.0μm的大粒子以及粒径>1.0μm的巨粒子数有明显的增加,浓度要比干洁天气下的大几个量级。在干洁晴好天气下,腾格里沙漠的气溶胶是均一的、稳定的,而且>1μm的大粒子浓度很小;气溶胶的谱分布几乎是一致的,谱形大致为Junge谱,在粒度0.4～1.0μm范围内有一明显峰值。

北京市冬季气溶胶粒子尺度谱分布研究

对2000年12月和1980年代中期北京市近地面气溶胶尺度谱的观测数据,进行了分析和比较研究。结果表明,在粒子尺度谱上,粒子分布向更细粒子位移;0.1～2.0μm的积聚模态粒子,其峰中心在0.12μm处。在粒子体积(质量)尺度谱上,粒径小于2μm的细粒子约占26.9%,粗粒子约占73.1%,表现出细粒子浓度增加的趋势。气溶胶发生源结构的变化,使原生粒子减少,再生粒子增加。这部分粒子对人的危害更大,更难于治理。

兰州城区冬季大气气溶胶粒子谱的反演研究

从实测的兰州城市冬季大气气溶胶多波段光学厚度资料出发,应用消光法反演了大气柱气溶胶粒子谱,并对反演程序的可行性、反演结果的可靠性进行了分析讨论。结果表明,反演出的大气柱气溶胶粒子谱分布都为三峰型分布。通过正算方法计算出的光学厚度值检验反演方法,检验结果说明,反演程序是可行的,结果是可靠的。

银川市初夏气溶胶粒子谱分布特征

利用美制APS 3310A型激光粒谱仪,在中国西北城市银川对大气气溶胶粒子进行现场观测,结合气象条件,并通过理论计算分析,给出了银川市初夏大气气溶胶的日变化特征、3种不同粒径粒子分布特点及飘尘谱分布特征,以期为银川市大气污染总量控制方案及对策提供科学依据。

从反射太阳光谱反演大气气溶胶体积谱分布的理论研究

由大气顶射出太阳辐射的形式解出发,结合球形粒子的米散射理论,由反射太阳光谱推导获得了反演整层大气气溶胶粒子体积谱分布的权重函数。在权重函数特征分析的基础上,根据一个简单的线性反演算法,利用大气辐射传输计算模拟的大气顶反射太阳光谱,反演获得了不同气溶胶浓度和复折射率条件下的气溶胶粒子体积谱。结果表明,初步建立了一套自洽的大气气溶胶体积谱分布的反演方法。通过米散射计算获得的反演参数考虑了波长对粒子半径的权重特征,使气溶胶体积谱的反演具有了明确的物理依据;同目前常用的查算表方法相比,简化了反演方案中参数化的复杂程度。

北方沙尘气溶胶光学厚度和粒子谱的反演

利用CE-318太阳光度计在内蒙古额济纳旗、东胜、锡林浩特三地观测的2002年6月—2003年5月间的太阳直接辐射数据,应用消光法反演大气气溶胶光学厚度[AOT(λ),Aerosol OpticalThickness]和粒子谱分布,并分析其变化特征。结果表明,该地区气溶胶光学厚度具有明显的时空变化:春季最大,冬季最小,AOT(λ=440 nm)平均最大值为0.78,最小值为0.13。3个观测点中,额济纳旗的光学厚度最大,东胜最小。光学厚度的日变化主要有4种形式:1)早晨高傍晚低;2)早晨低傍晚高;3)早晚低中午高;4)变化平缓。这主要与沙尘天气的发生、大气层结稳定度和人类活动等因素有关。气溶胶粒子谱分布基本符合Junge谱,在粒径0.3μm、0.6μm和1.0μm处出现峰值。但是在不同天气条件下粒子谱有很大差异,在沙尘暴天气中,大粒子和巨粒子数有明显的增加,粒子数浓度要比晴天背景大气大了约一个量级。春季气溶胶粒子数浓度最大,夏秋季次之,冬季最小,但相差不超过一个量级。

基于CE318观测的广州市气溶胶粒子谱分布特征

基于CE318太阳光度计观测数据,采用消光法对广州市2011年全年的气溶胶粒子体积浓度、数浓度、体积谱、数浓度谱的全年总体特征,季节性特征及日变化进行了分析。结果表明:1)广州市气溶胶粒子体积浓度年均值为0.45μm3/μm2,春季最高,夏季最低;且粒子体积浓度与浑浊度的相关系数达到0.956。2)广州市气溶胶体积谱为双峰型,数浓度谱为单峰型。半径<0.1μm的细粒子为气溶胶主控粒子,主要由水溶性粒子和煤烟组成。3)广州市的气溶胶污染主要与工业、交通等人为污染有关;其主要成分为水溶性粒子和煤烟,此外还存在少量的沙尘和海洋气溶胶粒子。4)一天当中气溶胶粒子体积浓度随着人类活动增加逐步上升,T 12:00―15:00时段细粒子的体积浓度为一天中最高。

焊接气溶胶粒子谱分布特征

基于电迁移率测试技术 ,采用计算机控制的微分型迁移率粒子尺寸测定方法(DMPS方法 )和直接采样电镜分析方法 ,对常用焊条在焊态下产生的焊接气溶胶粒子的谱分布和形貌进行了实时测定。首次发现焊接气溶胶粒子具有多峰分布特征。采用文中提出的分区间处理方法 ,能获得描述焊接气溶胶粒子谱分布特征的分布函数 ,E430 3焊条各峰区粒子群各自都基本遵循对数正态分布规律。这对阐明焊接气溶胶粒子产生机理 ,揭示焊接气溶胶特性 ,及有效控制焊接烟尘等具有重要意义。

焊接气溶胶粒子谱正态型分布模型研究

用ＤＭＰＳ方法测定了大量焊接气溶胶粒子谱，按其分布特征，可归纳为正态型和非正态型两大类．本文主要探讨焊接气溶胶的正态型分布模型及其适用性，以及用图估法处理实测粒子谱的方法．模型与粒子谱实例取得了较好的一致性．

基于GF-5(02)卫星DPC数据的2022年春季陆表细粒子气溶胶光学厚度空间分布

大气细粒子气溶胶主要来源于人类生产生活排放,可以反映人为活动对大气的影响,因此细粒子气溶胶光学厚度(AOD_(f))是大气环境领域重要的基础大气参数之一。本研究基于查找表反演方法,利用高光谱观测卫星[GF-5(02)]多角度偏振成像仪(DPC)数据,得到2022年春季(3&5月)的全球陆表AOD_(f),并通过AERONET对反演结果进行了初步验证。对AOD_(f)的分析结果表明:1)全球陆表AOD_(f)分布呈现明显的南北差异,南半球基本为低值,北半球的高值区域主要集中在亚洲地区;2)中国地区陆表AOD_(f)在“胡焕庸线”两侧差别显著,东南侧的高值主要集中在川渝腹地、华北平原和两广地区,而西北侧基本表现为低值覆盖,人为和自然因素均对AOD_(f)的分布有一定的影响;3)南亚地区和非洲中-北部的AOD_(f)分布与当地燃烧活动产生的烟尘以及季风环流等因素有一定的相关性。此外,DPC的AOD_(f)数据与MODIS细粒子产品的对比结果表明二者的AOD_(f)高值区域分布基本一致,而DPC在高亮地表有着更为完整的反演结果,可以为全球和重点区域的大气环境监测提供支持。

基于散射矩阵的气溶胶识别与粒径分布反演研究

散射矩阵是描述介质散射特性的重要参数,该参数对介质的理化特性敏感。为研究利用该参数对气溶胶进行识别及理化特性获取的可行性,设计并实验测量了聚α烯烃和氯化钠两种气溶胶样品的散射矩阵,讨论了二者矩阵元素的角度分布规律,并基于Mie散射理论,采用模板匹配的方法利用测量结果对聚α烯烃气溶胶的粒径分布进行了反演。结果表明通过矩阵元素的角度分布规律可以对两种气溶胶进行有效识别与区分,结合相关散射模型与反演方法还可以获得气溶胶的理化特性。该研究为气溶胶识别及其理化特性的获取提供了方法参考。

南京地区气溶胶谱分布的湿度相关性分析和等效复折射率预测

通过实验收集大气颗粒物,对南京地区大气气溶胶谱分布进行了描述,对气溶胶分布与相对湿度的相关性进行了探讨。建立了南京地区7—11月气溶胶化学组分的月平均模型,得出气溶胶等效复折射率的预测方法。结果表明:南京地区的大气气溶胶颗粒物,峰值粒径在80~100 nm范围,属于典型的城市型气溶胶。数浓度与相对湿度的相关性与季节和粒径大小有关,在6—9月,相对湿度与细粒子数浓度呈负相关,与粗粒子呈正相关,在10—11月相反,且易受极端天气影响。建立的干气溶胶等效复折射率月平均模型,结合湿度修正模型得到某一日的复折射率,与AERONET站点数据进行了对比,结果较为一致,误差范围在0~0.03。

渡口市旱季大气气溶胶的污染研究 第五章 渡口地区气溶胶粒子谱分布

渡口地区三个工业区气溶胶各种浓度的日变化规律,归纳起来可划分成四个典型时期。第一个时期是气溶胶各种浓度同时为峰值的强污染期,通常出现在上午07-12时期间。第二个时期是气溶胶各种浓度同时为谷值的弱污染期,通常出现在下半夜02-

永兴岛海洋气溶胶粒子谱反演研究

地基遥感方法可以直接得到大气气溶胶的辐射特性,用于气溶胶粒子谱分布特征的研究。利用ASD地物光谱仪在永兴岛海洋站楼顶获取的太阳辐射实测数据,应用蒙特卡罗方法随机生成气溶胶4种组分比例近似求解消光方程来反演气溶胶粒子谱。结果表明,实验期间永兴岛气溶胶各组分比例与标准辐射大气模型中的海洋型气溶胶相似;体积谱为双峰分布,2个主峰分别位于0.01~0.1μm和1~10μm;数浓度谱为单峰分布,主峰位于0.001~0.01μm;数浓度和体积浓度变化规律与海水扰动、粒子的干湿沉降过程有关,与浑浊度指数相关性达98%以上,可用来表征大气浑浊程度。

贺兰山地区沙尘气溶胶粒子谱分布的观测研究

１９９６年至１９９９年４年间的４月和５月，在贺兰山的东西两侧沙漠地区用ＡＰＳ—３３１０Ａ．型激光空气动力学粒子谱仪进行了大气气溶胶数浓度和质量浓度的观测，取得了大量背景大气、浮尘、扬沙和沙尘暴天气条件下的沙尘粒子谱分布资料，通过统计分析研究，总结出不同沙漠地区不同沙尘天气条件下的大气气溶胶粒子谱的分布规律。

海洋大气气溶胶粒子谱分布及其消光特征分析

为研究海洋大气气溶胶粒子数浓度时空分布和粒径谱分布特征,2014年8月至2016年3月期间,利用光学粒子计数器和自动气象站等设备在广州茂名海边、东海和南海海域、三亚近海海域以及太平洋和印度洋海域对海洋大气气溶胶粒子数密度谱及大气温度、湿度、气压、风速等进行了测量。对不同海域不同气象条件下的谱分布特征进行了统计分析,并对谱分布进行了拟合。结果表明海洋大气气溶胶粒子谱分布是由一个细粒模和一个中间模组成,但近海的粒子数浓度大于远海。远海气溶胶粒子谱型稳定,海面风力是引起粒子数浓度变化的主要原因。东海和南海的粒子谱分为二段,小于0.5μm时用Junge谱的指数分布来描述,0.5~4μm段用对数正态分布来描述。大风天气下海洋气溶胶的消光系数明显增加,且在1~3μm波段的消光特征基本不受波长的影响。

天津冬季相对湿度对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响

于2013年1月连续在线观测天津城区气溶胶数浓度谱分布和大气能见度,并结合相关气象资料,探讨相对湿度(RH)对气溶胶浓度谱分布和大气能见度的影响.结果表明,观测期间发生了4次连续雾霾天气过程,4次雾霾天气过程对应着气溶胶粒子数浓度的连续高值,低能见度天气系高浓度气溶胶粒子和高相对湿度协同所致;随着RH增大,PN1和PN2.5-10呈增长趋势,RH>90%后,PN1和PN2.5-10有所降低,PN1-2.5则持续增长,高RH对气粒转化和气溶胶粒子的碰并聚合作用明显;气溶胶吸湿增长因子计算表明,高RH下水汽对能见度影响很大,尤其是大雾天气下其影响甚至可能超过气溶胶粒子浓度对其的影响.

黑河地区沙漠气溶胶浓度和谱分布特征

本文根据黑河地区的观测结果,着重分析了沙漠气溶胶浓度及其谱分布特征。沙漠气溶胶浓度较低,其中细粒子占绝对优势。扬尘时气溶胶浓度显著增加,其中粗粒子增加幅度最大,比平时高20倍以上,直径(D)在2.0—100 μm间的粗粒子浓度比重从晴天的1.9％上升到9.6％。中等降雨对D>4.0μm的沙漠气溶胶粒子的清除效率非常高(>90％),但对总浓度的清除效果不很明显(42.5％),尤其是对其中的D<O.4μm的小粒子(32.8％),因此0.5<D<4.0μm的沙漠气溶胶粒子具有远距离输送的能力。大尺度气团的迁移大大改变了气溶胶浓度。背景沙漠气溶胶浓度的日变化主要由大气扩散稀释能力控制。背景沙漠气溶胶有三种来源:全球背景气溶胶、地区性的背景土壤尘和局地土壤尘。实测粒度谱呈三峰型结构,能用三对数正态分布函数和来拟合。