徐州地区气溶胶散射吸收特性研究

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淮海经济区中心城市徐州是传统能源城市,空气污染严重。本文利用积分浊度仪、黑碳仪等对2014年2017年间徐州地区气溶胶散射吸收特性进行了观测研究,分析结果如下:1)观测期间散射系数、吸收系数和单次散射反照率均值分别为292.56±223.65Mm-1、22.65±18.73Mm-1和0.93±0.05,说明徐州散射性粒子占主导。2)就日变化分析而言,散射和吸收系数均呈现双峰单谷型分布,单次散射反照率呈双峰双谷型分布,与大气边界层高度、交通排放及气象因素有关。霾日三者均高于非霾日,与二次气溶胶的生成速率有关。工作日散射吸收系数高于非工作日,与车流量及人类活动有关。3)散射系数月均最大值和最小值出现在1月和9月,吸收系数月均最大值和最小值出现在1月和11月,单次散射反照率月均值均在0.9以上。4)散射吸收系数季均值表现为冬季最高,秋季最低。单次散射反照率季均值为冬季>秋季>夏季>春季,四季均值均高于0.9。5)徐州散射吸收系数高值主要源自各季内的主导风向,以西南(SW)、东南(SE)和西北(NW)方向为主。四季高风速(>3.3m/s)下散射吸收系数主要集中在0200Mm-1范围内和020Mm-1范围内。散射系数高值(>600Mm-1)和吸收系数高值(>40Mm-1)主要出现在03.3m/s中低风速条件下,表明高风速有利于污染物的稀释扩散,中低风速下污染物容易累积。高风速下污染物出现高值主要与远距离输送有关,中低风速下污染物出现高值主要受本地源和局地污染源影响。针对激光雷达(MiniMPL)探测的2015年1月110日的两次高空雾霾输入事件,对太阳光度计观测反演的大气柱总气溶胶吸收光学厚度(AAOD)和黑碳仪观测估算的地面气溶胶吸收特性进行了对比分析,利用HYSPLIT后向轨迹模式获取高空霾层跨区域传输的来源及路径,通过聚类分析定量研究了对本地吸收系数的贡献。结果表明:1)当有外来污染物传输时,大气整层气溶胶的吸收性光学厚度(AAOD)会增加,当高空气溶胶到达地面时,携带而来的污染物使得地面气溶胶吸收系数剧增。表明外来污染物中吸收性气溶胶居多,容易对本地雾霾天气和大气能见度降低产生影响。2)2015年1月34日到达徐州的气团主要来自安徽、河南及湖南等地区。气团1、气团2和气团3均属于低空运动型气团,运动轨迹较短,运动速度较慢,表明此期间徐州主要受周边污染源影响。2015年1月78日到达徐州的气团主要来自西北方向,受河北省、山西省、河南省等地影响。气团1运动轨迹长,属于运动速度快型气团。气团2运动轨迹短,运动速度慢,主要受局地污染源影响。气团3属于低空运动型气团,易受沿途城市污染物的影响,运动轨迹较长,运动速度较快。表明此期间徐州同时受到远距离污染物传输和局地污染源的影响。
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