一个观测冰核的15 L混合云室

小型混合云室常用于自然冰核浓度的观测和人工冰核成核率的检测。使用表明:由于受云室容积、造雾方法和操作程序等因素的影响,检测结果有很大差异,难以相互比较。为提高检测数据的可信性,设计并制作了15 L混合云室。云室由F22压缩机系统制冷,最低能达到-28℃。为减小云室温度的波动,在云室外围设计有装满乙二醇-水溶液的夹套。在溶液中,安装了1个1 kW的电加热器,接通后可使云室升温。在夹套外,采用发泡技术形成约10 cm厚的绝热层,以使云室与外界绝热。云室运行时,可通过控制压缩机和电加热器得到实验温度。此外,为拓宽检测冰核浓度的检测范围,设计了玻璃片接取显微镜读数和糖盘接取目测读数两种可供选择使用的冰晶观测方法,前者在冰晶浓度高时使用(人工冰核),后者在低浓度时使用(自然冰核)。另一个重要改进是:先由一个超声雾化器产生常温雾,而后使常温雾穿过一个低温狭缝进行预冷,当雾温等于或低于云室温度后再进入云室。这一措施不仅避免了瞬时高度过饱和,而且还减小了对云室温度的扰动。该云室在弹载催化剂成核率的改进实验中发挥了重要作用,曾用它对多个人工冰核复合配方进行了检测和对比。结果表明:云室具有较好的稳定性和重复性,整体性能优于以往的同类云室。这一结果是由于改进了提供过冷雾的设计和冰晶接取方法得到的。

用5L混合云室观测抚顺市大气冰核浓度

利用改进的Bigg型混合云室于2011年5—11月在辽宁省气象局抚顺大气成分站对近地层大气冰核浓度进行测量。根据测量结果,分析冰核浓度日际变化和季节变化特征,讨论风、气压、气温和湿度以及天气状况等气象要素对大气冰核浓度的影响。结果表明:观测期间,抚顺市大气冰核浓度平均为30个.L-1(-20℃时);冰核浓度随活化温度的降低呈指数式增加;气象因子对冰核浓度有一定的影响,不同季节影响的程度不同。

沈阳春夏季大气冰核浓度的观测研究

为了解沈阳地区大气冰核浓度的时空分布状况,2010年起开始对沈阳地区的大气冰核浓度分布进行观测和研究。地面采用Bigg型混合云室法和滤膜法进行冰核气溶胶的采样测量,高空利用辽宁省人工影响天气办公室租用的人工增雨飞机进行滤膜法采样。采样滤膜的处理都是统一在活化温度-15℃及冰面过饱和度20%、水面过饱和度3%的湿度条件下进行的。根据取得的部分观测资料,给出了沈阳春夏季大气冰核的浓度及冰核温度谱分布参数,分析了冰核浓度在3～6月各月以及在不同天气状况下的分布特征,初步给出了大气冰核浓度的尺度谱分布及其随高度的变化。

1995和1996年春季北京地区大气冰核浓度的观测与研究

利用毕格型混合云室于1995和1996年春季在北京西郊观测了4种温度条件下的大气冰核浓度。分析了冰核浓度逐日变化特点,与1963年的观测（方法相同）结果进行了对比分析。发现30a来,冰核浓度平均约增加了15倍。根据严重污染天气条件下能见度与冰核浓度的相关分析,推测人类活动作为冰核源的权重,冰核浓度增加。分析发现大气中高活性冰核在大气中的滞留时间明显小于低活性冰核。结合冰核活性与粒子尺度的相关,分析推测了大气冰核浓度随高度递减的特点,推测高活性冰核随高度递减更快。分析中参考了世界各地的观测结果,并对不同观测方法观测的结果进行了分析对比,对其中一些地区差异和特点进行了探讨。冰晶浓度与云中气溶胶粒子浓度的相关分析表明,两者有较好的正相关关系。高冰晶浓度常对应有较窄的粒子谱和较小的浓度峰值直径。利用飞机观测的云中雪粒子浓度与冰粒子浓度资料分析结果表明两者有正相关;初步分析表明,大气冰核浓度除对冰云微结构和云中降水过程有重要影响外;还可能对云的辐射特征产生影响,从而影响大气气候过程。

黄河上游河南县地面大气冰核观测分析

用Bigg型混合云室对 2 0 0 1年 8月黄河上游青海省河南县的地面大气冰核浓度进行了观测 ,分析发现 :(1 )青海省河南县冰核浓度低于北京 2 0世纪 90年代的测值 ,但高于大连、西安和兰州 (2 0世纪 60年代 )等地的测值 ,同时也高于黄河上游的玛曲 (2 0 0 0年 )、西宁(1 989年 )两地的测值 ,高温核尤其偏高。 (2 )降水时大气冰核浓度减少 ,降水的冲刷可能是其主要原因。 (3)当地冰核浓度和气压成正相关。 (4)大气冰核浓度受风向的影响 ,无风时测值较小 ,偏东风时测值较大 ,高温核浓度增加明显。

南京地区大气冰核浓度的测量及分析

2011年5～8月期间使用5L混合型云室以及静力扩散云室对南京不同成核机制的大气冰核进行了观测,进而分析了近地层冰核浓度特征。结果表明:活化温度为-20℃时,5L混合型云室观测的总冰核浓度为20.11个/L,静力扩散云室模拟高水汽(计算的云室内水面过饱和度为5%)和低水汽(计算的云室内冰面过饱和度为5%)条件下冰核浓度分别为0.93个/L以及0.29个/L。晴好条件下冰核浓度具有明显的日变化特征,白天冰核浓度高于夜间;在下午时段冰核浓度达到全天最高值,这说明大气冰核可能与大气湍流强度、人类活动以及工业污染有关。降水对冰核的清除作用明显,台风系统过程中冰核浓度明显增加。南京地区冰核浓度随温度降低和湿度增加而增加。后向轨迹模式分析表明东北海洋气团冰核浓度最高,不同气团中冰核浓度的差异随着活化温度的降低而减小。个例分析秸秆燃烧生成的PM1(大气中直径小于或者等于1μm的颗粒物)与冰核关系发现燃烧产物对冰核有一定的贡献。