论文部分内容阅读
南京北郊是重工业区,空气污染严重。本文利用积分浊度仪、微脉冲激光雷达和颗粒物监测仪对南京北郊大气气溶胶进行了观测研究,分析了2010.07-2011.04期间气溶胶地面散射特性和垂直消光特性,研究结果如下:(1)不同观测日的散射系数差别较大,550nm波长下散射系数平均值为343.58Mm-1,标准差为234.36Mm-1,约有70%的散射系数出现在100-400Mm-1区间内。受人为活动和大气层结的影响,散射系数总体表现为白天低夜晚高的特点,随着季节的变化,峰谷值出现的时间有所不同,不同季节散射系数的差异明显,平均值为夏季>春季>秋季>冬季。观测期间,气溶胶波长指数的平均值为1.48,标准偏差为0.27,而后向散射比平均值为0.138,标准差为0.025。两者均表现出随时间波动上升的趋势,可见观测期间大气中细粒子含量随时间推移在不断增多。(2)地面风对散射系数的影响显著,2m/s的风速和偏东南风向下散射系数容易出现高值,而偏西风向则利于散射系数减小;总体上,散射系数随着相对湿度的增大有增加的趋势,但当外界污染排放严重时,相对湿度的影响会减弱,此外,降水的冲刷作用对散射系数影响很大。(3)散射系数与质量浓度之间存在显著的相关性,PM10质量浓度与散射系数的关系满足线性方程y=2.5449x-108.32,相关系数为0.81;而PM2.5满足方程y=3.2015x-111.02,相关系数达到0.91。PM2.5的质量散射系数变化范围在0.17-3.72m2/g,平均值为1.87m2/g。散射系数与能见度之间存在-0.66的相关性,两者呈负幂函数关系,得到的经验公式可用来计算能见度。(4)气溶胶消光系数垂直分布表现为随高度先增加后减小的特点,最大值通常出现在lkm以下的位置,可以达到几km-1,3公里以上变化趋势平缓,而6公里高度处最低仅10-3km-1,与最大值相差3个量级。对气溶胶消光系数垂直廓线的研究发现:清晨气溶胶在高层分布较少,主要集中在近地层,500m以下消光系数出现高值;白天大气的混合作用易于气溶胶的垂直输送,使得高层气柱的消光系数有所增大,低层消光系数逐渐减小;到午后气溶胶在800m左右消光达到最大,然后开始回落,夜晚达到最小。