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。

成都冬季“干”气溶胶等效复折射率变化特征研究

基于成都市2017年12月逐时的“干”气溶胶散射系数和吸收系数观测数据,结合该时段同时次GRIMM180环境颗粒物分析仪的监测资料,利用免疫进化算法一体化反演550nm波长处“干”气溶胶等效复折射率的实部和虚部,并对其冬季变化特征进行了研究,结果表明:“干”气溶胶等效复折射率实部和虚部分别为(1.547±0.0552)和(0.0197±0.00604).“干”气溶胶等效复折射率实部和虚部的日变化形态基本一致,主要表现为“单谷型”特征,二者的谷值出现时段位于15:00~18:00.在日时间尺度上而言,“干”气溶胶等效复折射率实部与质量浓度统计上对其散射消光的演化存在协同作用,“干”气溶胶虚部与质量浓度对其吸收消光的演化也存在类似影响.“干”气溶胶等效复折射率虚部是单位质量浓度“干”气溶胶吸收消光能力的重要表征.

气溶胶粒子等效复折射率的BP神经网络建模

利用改进的BP算法,结合Mie散射理论,建立了波长、散射系数、吸收系数与气溶胶粒子等效复折射率之间的非线性映射关系,实现了反演实际大气非均匀气溶胶粒子等效复折射率的BP神经网络模型的建模。利用该模型对气溶胶粒子等效复折射率进行了反演,根据反演得到的等效复折射率计算了其光学特征量,计算结果与实测结果基本吻合。

“干”气溶胶等效复折射率与其质量浓度指标的相关性研究

基于成都市2017年9月至12月逐时的气溶胶散射系数和吸收系数观测数据以及该时段同时次GRIMM180环境颗粒物监测仪的监测资料,利用免疫进化算法求解550nm波长处“干”气溶胶等效复折射率的实部和虚部,探讨了其与主要气溶胶质量浓度指标的相关性。结果发现:“干”气溶胶等效复折射率实部和虚部分别为1.55±0.045和0.022±0.0075。针对“干”气溶胶等效复折射率实部的变化,最重要的质量浓度指标是粒径小于1μm的颗粒物分别与粒径小于10μm和2.5μm颗粒物的质量浓度之比,对应的决定系数分别为0.53和0.21。针对“干”气溶胶等效复折射率虚部的变化,最重要的质量浓度指标是黑碳分别与粒径小于10μm和2.5μm颗粒物的质量浓度之比,对应的决定系数分别为0.47和0.42。