我国南海近海海域大气气溶胶细粒子谱及其消光特征研究

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大气气溶胶在气候环境变化和人类健康生活中扮演着重要角色,是重点研究的课题之一。在地球大气气溶胶中海洋气溶胶占比很大,其在地-气系统能量平衡和气候环境变化中有着举足轻重的影响。对海洋气溶胶的粒径谱分布、化学成分、时空分布以及光学性质的研究有利于了解海洋及海洋大气对气候变化的影响。
  本文利用扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪搭载“沈括号”考察船在2019年6月20日~6月30日测量了南海海域气溶胶粒子谱分布,并利用对数正态分布方法计算出合肥地区和南海海域粒子谱分布拟合参数。在2019年10月31日~2019年11月24日期间,使用腔衰减相移光谱仪、能见度仪、自动气象站等设备搭载“远望号”获得渤海、东海和南海近岸海域的航走观测数据,分析了我国近岸海域气溶胶的吸收散射特性。主要结论如下:
  (1)南海地区粒子谱峰值分别出现在95nm、440nm附近;合肥地区粒子谱峰值分别出现在26nm、100nm附近。即南海地区气溶胶主要为积聚模态,合肥地区气溶胶主要为核模态(r<0.05μm)和积聚模态(0.05μm≤r≤1.0μm)。
  (2)南海地区在任何时段都比合肥地区气溶胶数浓度低,人为因素和大气结构是主要原因。
  (3)分析了海洋大气细粒子气溶胶数浓度与常规气象参数的变化规律后得出:在细粒子段,数浓度与相对湿度变化趋势相反;气温与细粒子数浓度变化是正相关;当风速变大时盐水滴蒸发干涸后会产生大量粒径大于300nm的爱根核,使得细粒子数浓度与风速是正相关。
  (4)在海洋气溶胶中,黄海的散射系数和消光系数较其它海域大,大陆型(合肥)气溶胶的散射系数和消光系数比海洋型气溶胶的大。
  (5)海洋气溶胶单次散射反照率比较稳定,平均值在0.74左右,而合肥地区较高,均值达到0.9。
  (6)各海域气溶胶消光系数随波长的变化趋势大致相同,除了在3μm,6.3μm和9μm附近出现极大值外,随着波长增大消光系数整体上是减小趋势。在五个海域中,黄海消光系数最大,深海的最小,说明在深海气溶胶数浓度较小。
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