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1、毕业论文毕业论文题题 目目 黄山地区气溶胶粒子谱分析黄山地区气溶胶粒子谱分析目录1 1引言引言 .4 42 2资料与方法资料与方法 .4 42.12.1 观测仪器观测仪器.4 42.22.2 采样地点与采样时间采样地点与采样时间.5 53 3气溶胶谱分布特征气溶胶谱分布特征 .5 53.13.1 数浓度随气溶胶粒子粒径分布：数浓度随气溶胶粒子粒径分布： .6 63.23.2 夏季山顶和山底气溶胶粒子日变化特征：夏季山顶和山底气溶胶粒子日变化特征： .9 93.33.3 气象因子对气溶胶粒子的影响气象因子对气溶胶粒子的影响 .14143.3.1 温度.14 3.3.2 相对湿度.16 3.3.3
2、 风速.173.43.4 研究一次降雨过程对气溶胶粒子数浓度的影响研究一次降雨过程对气溶胶粒子数浓度的影响 .18184 4结论结论 .22225 5研究展望及建议研究展望及建议 .2323致谢致谢 .2424参考文献参考文献 .2424黄山地区气溶胶粒子谱分析2黄山地区气溶胶粒子谱分析黄山地区气溶胶粒子谱分析姚佳林南京信息工程大学大气物理人工影响天气，南京：210044摘摘 要：要：为了深入了解我国山区气溶胶谱分布特征，本文主要研究黄山地区不同高度处，相同粒径范围内的气溶胶粒子的谱分布状况，观测地点设有两处，一处在黄山光明顶气象站（海拔 1840m） ，一处设在黄山寨西人工影响天气基地（海拔
3、450m） ，山顶采用测量粒径范围为 0.5-20m 的 APS 仪器，山底采用测量粒径范围在 0.01-10m 的 WPS 仪器。本文主要对比山顶和山底粒径范围在 0.5-10m 气溶胶粒子的谱分布特征，发现在山顶和山底有明显的日变化，观测山底 0.01-10m 粒径范围内气溶胶粒子发现, 清晨和傍晚粒子浓度较大,午后粒子浓度较小，呈现出双峰形态。对于粒径在 0.5-2.5m 范围内的气溶胶粒子，山顶和山底都是白天数浓度有最大值出现，呈现单峰形态，且山顶的峰值比山底要晚一些。本文还考虑了几种常见气象因子对气溶胶粒子谱分布的影响，考虑降水对气溶胶粒子数浓度的影响，发现在山顶和山底二者关系都为反
4、相关，继续研究温度对气溶胶粒子数浓度的影响，发现受海拔高度和温度影响，山顶气溶胶粒子数浓度一般比山底小，受温度影响气溶胶粒子数密度呈现出一定的日变化特征和月变化特征。相对湿度和风速都与气溶胶粒子数密度基本上呈现反相关关系。关关 键键 词：词：山区气溶胶；谱分布；仪器；气象因子；不同高度 1 1引言引言气溶胶是大气中的重要组分，指悬浮于大气中粒径为0.0011000m的固体颗粒物、液体微小粒子形成的胶溶状态体系。由于大气气溶胶是由不同相态物体组成,虽然其含量很少,但对大气中发生的许多物理化学过程都有重要的影响,是影响云的形成、能见度和人类健康的重要因素。例如大气气溶胶起到云凝结核的作用，大量的气
5、溶胶颗粒有可能使云滴的数浓度增加,云滴的平均半径变小,这有可能使云对太阳辐射的反射率增加或使云的维持时间加长，甚至使降水减少；大气气溶胶(尤其是较细小粒子)可以通过呼吸进入人体内,对人身体健康造成危害,尤其对呼吸系统和心血管系统有较大危害1。随着我国工业化步伐的加快,人为排放气溶胶含量有逐年增加的趋势2。认识和理解我国大气气溶胶的时空分布、谱分布和理化特性及其对我国云和降水以及区域气候的影响是亟待解决的科学问题。为了深入研究气溶胶的气候效应，首先必须充分细致地了解气溶胶粒子的谱分布特性。近年来,国内外开展了许多有关大气气溶胶的观测和分析。自20世纪60年代以来,国外大气气溶胶粒子的飞机探测研究
6、开始增多36,国内也于1979、1982年分别在长春7、北京8进行了飞机探测。研究结果表明,总体上5 km以下粒子总数代表了大气气溶胶粒子的绝大部分,粒子数浓度随高度增加呈指数减小。但研究观测发现,大气气溶胶不仅存在垂直分布上的不均匀性,而且随时间也有着较大的变化,并且大气气溶胶的物理特性在时空分布上也是复杂多样的,因此很有必要针对不同区域尺度背景地区和大气条件作进一步的对气溶胶谱分布观测研究。银燕等92010年对黄山大气气溶胶微观特性进行了观测研究，认为黄山地区气溶胶粒子数浓度有明显的日变化, 气溶胶数浓度与温度呈正相关,与相对湿度成反相关。Snider等10基于分析ACE22试验的观测资料
7、,认为相对湿度对气溶胶粒子的大小分布有影响。王跃思11在泰山顶对水溶性气溶胶粒子谱进行分析，得出泰山夏季二次离子的浓度变化幅度比较大,除了受源汇的影响,风向和湿度是重要的影响因子。黄山地区气溶胶粒子谱分析3陈金荣12等在黄山光明顶气象站进行了大气气溶胶的观测，得出黄山大气气溶胶有明显的日变化特征, 清晨和傍晚粒子浓度较大, 而午后粒子浓度较小；认为气溶胶粒子浓度与相对湿度有着正相关关系，此观点与银燕等提出的不同。本研究设有两个测量地点，黄山光明顶观测站（山顶）和黄山寨西观测站（山底），研究夏季黄山山顶和山底气溶胶粒子在时空上的分布特征，并将山顶和山底观测结果结合起来进行对比分析。具体方法为，通
8、过对山顶和山底数据的处理，主要将不同高度同一粒径范围内的气溶胶粒子进行对比分析。分析夏季黄山地区（山顶和山底）气溶胶粒子谱的日变化与月变化分布特征，由于黄山地区在夏季降水比较频繁，主要考虑降水对气溶胶粒子谱分布的影响，并且将山顶和山底观测结果进行对比分析。进一步研究其它气象因子（温度、相对湿度、风速）对气溶胶粒子谱分布的影响，选取具体的一次降雨过程研究降水对气溶胶粒子数浓度变化的影响，将山顶和山底的观测结果结合起来进行分析。2 2 资料与方法资料与方法2.12.1 观测仪器观测仪器黄山底部采用的观测仪器为美国 MSP 公司生产的第三代宽范围颗粒物监测系统（Wide-Range Particle
9、 Spectrometer） ，测量范围为：0.01-10m。仪器包括微分迁移率分析仪（Differential Mobility Analyzer，简称 DMA)、微型浓缩颗粒计数器（Condensation Particle Counter，简称 CPC）, 用来测量 0.011m 的气溶胶粒径分布特征,可将粒径范围分成 96 个档进行测量；以及激光颗粒光谱仪（Laser Particle Spectrometer，简称 LPS）,用来测量 0.310m 的气溶胶粒径分布特征，可分成 24 个档。仪器的采样流量为 DMA 0.3L/min、LPS 0.7L/min。WPS 的具体测量原理：
10、对于 0.01m 至 0.5m 的小粒子的测量原理如下：首先采样气溶胶随气流进入电微分迁移率仪（DMA），根据不同的电迁移率进行分档（根据不同大小的粒子的迁移率不同），接着被特定档的粒子会进入凝结核计数器（CPC），先由正丁醇凝结，使粒子吸湿增长至足够大，再由光散射探测器进行计数，对各档粒子浓度依次计算后，最后得到各档气溶胶粒子浓度，即此直径范围内的气溶胶数浓度谱。 对于粒径大于 0.5m 的气溶胶粒子，测量由激光粒子计数器（LPC）完成。因为粒子尺度较大，测量相对简单，它是一个广角光散射探测器，可以根据电压的变化测量出通过传感器的气溶胶粒子的体积 。黄山顶部采用的观测仪器为美国生产的气溶胶颗
11、粒计数器 APS（Particle Sizer-Spectrometer） ，测量范围为 0.5-20m ，粒子分辨率分为 52 档，分别对应的粒径是（um）.第一档（八月份气温六月份气温。6/16/116/217/17/117/217/318/118/218/311214161820222426283032 () (date)图 9 为 2011 年夏季黄山地区气温月变化表 7 为夏季黄山地区月平均温度月平均温度（）夏季六月七月八月光明顶（山顶）寨西（山底）17.4470158324.7975996416.048816622.7495833318.5512208826.4052419417.6959068125.1719086黄山地区气溶胶粒子谱分析14结合图 6、图 7、图 9 可看出：
