研究报告
张泽锋,付泽宇,沈艳,石美亮,崔毅.核壳模型下黑碳的吸收对南京大气消光贡献研究[J].环境科学学报,2018,38(4):1327-1333
核壳模型下黑碳的吸收对南京大气消光贡献研究
- Contribution of black carbon absorption to atmospheric extinction in Nanjing under the core shell model
- 基金项目：国家重点研发计划课题（No.2016YFA0602003）；国家重点研究开发项目（No.2016YFC0202403）；国家自然科学基金（No.41005071，41275152）
- 作者
- 单位
- 张泽锋
- 南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 南京 210044
- 付泽宇
- 南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 南京 210044
- 沈艳
- 浙江省奉化市气象局, 奉化 315500
- 石美亮
- 南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 南京 210044
- 崔毅
- 南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 南京 210044
- 摘要：黑碳是气溶胶粒子中最重要的吸收性组分，对大气辐射过程、气候系统具有重要影响.理论上黑碳的光吸收能力除了与质量相关外，还与粒径分布、混合方式有关，由于黑碳粒子的不可溶性，核壳结构可能是含黑碳气溶胶粒子的重要存在形态.本研究利用2013年10月15日-11月13日的观测数据，结合κ-EC-米散射模型对核壳结构假设下的大气气溶胶的消光特性进行了定量分析，计算了核壳结构假设下气溶胶的吸收系数和吸收对消光的贡献，并对不同粒径段吸收系数随相对湿度增长的规律进行了分析.结果表明，观测期间吸收对消光的平均贡献在干态下为5.8%，而在环境相对湿度下只有3.4%，在所有粒径段消光系数随相对湿度都是显著增加的，而吸收系数的吸湿增长曲线与气溶胶粒径密切相关，小粒径段的吸收随相对湿度的增加而增加，而大粒径段的吸收随相对湿度的增加而减小，在不同粒径段的粒子综合作用下吸收随相对湿度变化不明显.
- Abstract：Black carbon is the most important absorptive component of aerosol particles, and has an important impact on atmospheric radiation and climate system.The light absorption capacity of black carbon is related to the mass concentration, particle size distribution and mixing state. The core-shell structure may be an important existence form of the black carbon aerosol due to its insolubility. Under the assumption of core-shell structure, the extinction property of atmospheric aerosol were analyzed by the κ-EC-Mie scattering model using the data from October 15 to November 13, 2013. The contribution of aerosol absorption to the extinction coefficient was calculated. The absorption coefficient of different aerosol size distribution with the increase of relative humidity (RH) was analyzed. The average contribution of absorption to extinction is 5.8% in the dry state and 3.4% in ambient relative humidity, respectively. The extinction coefficient increased significantly with RH in all size, while the hygroscopic growth curve of absorption coefficient was related to the aerosol size. The absorption coefficient of small particles increased with RH, while that of large particle decreased. The absorption of the particles with different particle size showed not obvious change with RH.
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