上甸子区域大气本底站NO 2柱浓度光谱反演及其变化特征

为了探究京津冀本底浓度地区NO_2 这一重要空气污染物的变化特征,采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)在上甸子区域大气本底站开展了太阳散射光谱观测以及NO_2 柱浓度反演研究。在NO_2 的405～430nm特征谱段进行了定量光谱解析,并通过几何近似法计算了2009年7～9月NO_2 对流层垂直柱浓度(VCD_(trop))。观测期间NO_2 VCD_(trop)平均值和最大值分别为5.43×10^(15)和7.15×10^(16) molec·cm^(-2)。NO_2 VCD_(trop)日均值浓度水平较低,但总体上有上升趋势。NO_2 VCD_(trop)变化过程与风速风向关系密切:西南风时风速越小NO_2 VCD_(trop)越低,东北风对NO_2 VCD_(trop)有扩散稀释作用。NO_2 VCD_(trop)日变化形态总体上呈现为中午时段低、早晚较高的特征,并且傍晚峰值比早间峰值略高。上甸子站NO_2 VCD_(trop)浓度水平和日变化幅度相比北京城区同期观测结果明显偏小。NO_2 VCD_(trop)变化特征与河北香河和固城等污染相对较轻站点观测到的变化特征相一致。总之,MAX-DOAS能够有效监测区域本底大气的NO_2 VCD_(trop),其变化特征与工业和交通排放、大气光化学过程、大气传输等复杂因素有关,还需积累更多数据和深入研究。

PSP总日射表热偏移特征及其测量总辐射误差分析

根据2004年7月～2006年5月期间北京上甸子大气区域本底站Eppley PSP总日射表观测太阳辐射数据,分析了PSP表的热偏移特征及其影响因子,并以Eppley8-48型日射表和NIP直射表分别观测的散射和直射辐射之和作为总辐射的标准值,分析了PSP总辐射的误差特点及其影响因素。研究表明:PSP总日射表的热偏移呈现正态分布特征,平均值为-8.8±2.7W·m^(-2);PSP表热偏移显著受到净长波辐射、风速、相对湿度和温度的影响,其中与风速和相对湿度的相关性最为明显。与标准的太阳总辐射观测值(水平面上的散射与直射辐射之和)相比,未做热偏移订正的PSP总辐射的平均误差约为-20.0W·m^(-2),经过当日平均热偏移订正后,平均误差接近-11.0W·m^(-2)。PSP表测量的总辐射绝对误差也呈准正态分布特征,但晴天与云天略有区别。PSP总辐射的相对误差与太阳天顶角的变化以及云量均有相关关系,反映了半球型辐射表的余弦效应对PSP总日射表测量精度的影响。太阳辐射的强弱变化或总辐射中散射与直射所占比率的相对变化也对PSP总日射表的测量精度有一定影响。研究表明:总日射表测量的总辐射应考虑热偏移订正,总日射表标定还应考虑云的影响。

秋冬季节华北背景地区PM_1污染特征及来源

利用高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪(HR-ToF-AMS)在华北背景地区——上甸子区域大气本底站开展亚微米气溶胶(NR-PM_1)化学组分及粒径分布的连续观测实验,观测时段为2015年10月17日至2016年1月27日,涵盖了秋、冬两季.结果表明,整个观测期间NR-PM_1平均质量浓度为25.2μg·m^(-3),PM_1中有机物占绝对优势,硝酸盐占的比例高于硫酸盐.各化学组分平均粒径分布以积聚模态为主,其中,有机物峰形最宽,峰值粒径最小,硝酸盐峰值粒径最大,表明有机物在颗粒物形成、增长初期及老化阶段均有贡献,硝酸盐在气溶胶粒子老化过程中更易于增长为大粒子.有机物种元素特性分析结果显示,秋、冬季有机气溶胶平均氧碳比(O/C)和氢碳比(H/C)为0.58和1.58,OM/OC达1.91,有机气溶胶的氧化程度高于城市站点平均水平.在华北地区污染环境下,有机气溶胶演变途径Van Krevelen拟合曲线斜率为-0.21,其老化潜质和速率较珠三角地区和欧美地区城市要慢.对比污染时段和清洁时段化学组成特征发现,在污染时段,硝酸盐质量浓度及其对PM_1的贡献率超过硫酸盐,有机物氧化程度明显高于清洁时段.后径向轨迹气团分析结果显示,污染时段气团来向较为复杂,来自西部,南部以及东北部气团均有贡献,清洁时段,主要受来自西伯利亚洁净空气的影响,对站点污染物扩散作用明显.