上海气溶胶光学及其对应的颗粒物化学组成特征研究.pdf

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1、复II大学硕」?学位论又h海气溶胶光学及其对匝的颗粒物化学组成特彳丨丨研宄上海气溶胶光学及其对应的颗粒物化学组成特征研宄TheOpticalPropertiesandChemicalCompositionofAerosolsinShanghaiByXuanJiaSpecialty:EnvironmentScienceSupervisor:Prof.CHENJianminMay28,2012复n大学硕士学泣论又上淘hi容胶光学及其对应的颗粒物化学纟H成特til研宄指导小组成员名单陈建民教授成天涛教授孔令东副教授目录ffimiAb

2、stractIll第一章绪论11.1大气气溶胶概述11.2气溶胶特性研究进展21.2.1气溶胶光学厚度21.2.2气溶胶垂直分布31.2.3气溶胶化学组分及光学性质相关性41.3本研究主要内容51.4本研究创新点5第二章仪器与资料72.1观测点情况72.2观测仪器72.2.1光度计72.2.2激光雷达82.2.3在线气溶胶及气体组分监测系统（MARGA)102.3CALIPSO/CALIOP数据产品112.4数据研究方法122.4.1Angstr6m常数及大气扰云力度122.4.

3、2API指数132.4.3后向轨迹分析（HYSPLIT4)及气象数据13第三章上海气溶胶消光特性垂直分布143.1气溶胶消光垂直分布分类143.2溶胶消光垂直分布影响因素163.2.1163.2.2相对湿度183.2.3风廓线193.2.4后向轨迹分析203.3气溶胶消光垂直分布季节变化233.4CALIPSO/CALIOP气溶胶消光产品不确定性243.4.1CALIPSO/CALIOP消光产品不确定性243.4.2CALIPSO/CALIOP气溶胶消光产品与地面雷达观测比较253.5

4、本章小结26第四章上海气溶胶光学厚度274.1上海气溶胶光学厚度及Angstr6m常数274.2CALIPSO/CALIOP光学厚度/光度计观测比较314.3CALIPSO/CALIOP不同高度气溶胶光学厚度分析324.4本章小结35第五章气溶胶光学厚度与颗粒物化学组分的相关性365.1本底情况375.2本地源污染影响395.3外来污染源及本地源的复合影响425.4不同污染特征情况下气溶胶颗粒化学组分45>复旦大学硕士学位论文上海气溶胶光学及其对应的颗粒物化学组成特征研宄5.5本章小结47第六章结论

5、及展望48参考文献50硕士期间发表论文情况57感谢基金支持58Ifcilt59I】f;复旦大学硕士学位论文上海气溶胶光学及其对应的颗粒物化学组成特征研宄摘要气溶胶是大气的重要组分，对大气辐射传输和气候变化具有重要作用。而作为城市主要大气污染物，大气气溶胶对城市空气质量及人体健康等也会产生重大影响。气溶胶光学特性及其垂直分布，对评估气溶胶辐射强迫及其对城市空气质量的影响非常关键。本文利用星载激光雷达反演资料及地面观测数据对上海地区大气气溶胶的光学性质及对应的颗粒物化学组成特征进行了研究探讨。2009年10月至2011年1

6、0月期间上海地区CALIPSO过境个例的气溶胶消光系数(a)垂直廓线可分为四种类型，分别为I:近地面单一非均匀混合气溶胶层结构，c随高度增大减小；II:近地面单一均匀混合气溶胶层结构，o随高度增大无明显变化；III:多气溶胶层垂直结构，o峰值基本出现在近地面气溶胶层；IV:近地面单一非均匀混合气溶胶层结构，o峰值通常出现在距地面一定海拔高度处。温度、相对湿度及风均会对o垂直分布造成影响，对于上海地区而言，温度是三者中最为重要的影响因素，主要影响方式为逆温。后向轨迹分析表明类型I、II的近地面气溶胶层污染物主要来源为本地源，类型I

7、II表现出本地源和外来源污染物的综合作用，类型IV的垂直分布特征的可能与外来源和本地源污染物混合不均有关。总体来说o值的频率分布无明显季节变化，高o值集中出现近地面2km以内，高空气溶胶污染物对上海地区o值贡献较小。2009年11月至2010年10月期间利用太阳光度计MICROTOPSII观测得到的气溶胶光学厚度值(AOD)相对较低，最大与最小月均值分别出现在11月(0.69)与8月(0.24)。AOD与Angstrdm常数⑷值均有明显的季节特征。除春季受到沙尘影响外，a月均值基本大于1.30，表明上海地区的气溶胶以细颗粒为主。

8、CALIPSO/CALIOP反演AOD与地面光度计观测值比对结果表现出一定线性相关性：AOD地面观AODcalipso/CALIOPx0.97+0.08(R‘=0.59),CALIPSO/CALIOP反演结果有明显的低估。对2009年10月至2011年10月期间