本文开展了两款气溶胶吸湿性观测设备的研发,并通过珠三角地区的六次观测试验,研究此区域的气溶胶吸湿特征,分析气溶胶谱分布、含水量、化学组分、吸湿性之间的关系,探讨气溶胶吸湿性、相对湿度、混合状态对能见度等光学性质的影响。主要结论如下:自行搭建了分粒径气溶胶吸湿性测量仪(H-TDMA)和气溶胶散射系数吸湿增长测量仪(PNEPs)。其中,H-TDMA系统采用了温湿度自动反馈控制、箱体内部空气交换、鞘流闭合回路等技术方法,使其在RH稳定性、粒径与吸湿增长因子测量准确性等指标达到同类产品先进水平。该系统具备气溶胶粒径谱(PNSD)、分粒径气溶胶吸湿增长因子(GF)、挥发缩小因子(VSF)的测量功能,为研究气溶胶吸湿性、挥发性、粒子混合状态等提供重要监测手段。珠三角地区冬夏季40nm-200nm粒子的平均吸湿增长因子(gmean)差异不明显,均随粒径增大而增大,非(弱)吸湿性粒子比例(NFNH,LH)随粒径增大而减少。白天(晚间及清晨)气溶胶粒子更趋向于准内部(外部)混合,gmean日变化受一次排放、二次生成颗粒和混合层发展三者共同影响。NFLH和大气的氧化程度有关,冬季较高的原因可能是VOCs通过气粒转化过程转换为弱吸湿性的颗粒物。结合后向轨迹分析,发现气溶胶的混合状态受到气团来源、性质的影响。基于化学组分和ZSR混合规则预测的分粒径Gf与H-TDMA测量的Gf相关性较高(R2=0.41),有机物的吸湿性参数假设以及可溶性有机物所占比例,会影响闭合效果的好坏。珠三角地区冬季的气溶胶粒子数谱(PNSD)呈现多峰分布,其中爱根核模态和积聚模态粒子占主导,体积浓度的70%是由谱峰粒径位于300nm的积聚模态粒子贡献。总体气溶胶数浓度明显低于国内其他大城市的观测结果。爱根核模态粒子的日变化则与交通排放以及核模态粒子的增长有关,而核模态粒子的日变化主要受新粒子生成事件的影响。相对湿度低、风速大、UV辐射强、粒子表面积浓度低等条件均有利于新粒子生成。即使在冬季,珠三角地区的光化学反应和生物活动仍然活跃,能为粒子生长提供凝结蒸汽源。研究了气溶胶吸湿增长效应对气溶胶液态含水量(ALWC)和能见度的影响。结果表明:由Gf和PNSD计算的与基于化学组分计算的ALWC较为一致(R2=0.76),造成偏差的可能原因是模式中没有考虑有机物的吸湿性。RH、PNSD、粒子吸湿性对ALWC的影响依次降低,高PM且高RH是高ALWC的充分条件。积聚模态颗粒物对ALWC的贡献最大,RH的日变化趋势与ALWC的日变化趋势一致。不利气象条件是造成珠三角地区灰霾过程的气象成因,低RH时,低能见度由PM2.5积累所致;高RH时,低能见度主要由气溶胶吸湿增长效应造成。利用PNEPs建立的f(RH)的参数化方案,进行能见度闭合计算,计算能见度值与测量能见度值在非降水时段十分一致,ALWC在高相对湿度时能达到干PM质量的数倍。通过干、湿状态下的光学闭合试验,定量考察了各种黑碳(BC)混合状态下,气溶胶的光学性质(散射、后向散射、吸收、消光)的变化及其对直接辐射强迫的影响。结果如下:干状态下,是否考虑完全挥发组分单独存在,对“核-壳”混合和内混模拟的光学参数效率以及光学贡献影响不大(光吸收除外)。干状态下,BC多处于部分外混与部分“核-壳”混合的组合,BC混合状态日变化与排放、老化过程、混合层发展有关。湿状态下,模式计算散射值与实测值较为一致,BC混合态同样介于外混和“核-壳”混合之间。各种混合态下的散射、消光、后向散射的f(RH)随RH增大而增大;核壳态f(RH)σabsp在大于75%RH时呈现减小,与其进入“核”的光减少有关。