《內混態煙粒氣溶膠微物理特性研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由顧學軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：內混態煙粒氣溶膠微物理特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顧學軍
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氣溶膠在空氣中的行為依賴自身的微物理、化學性質。對氣溶膠基本特性進行表征是研究其氣候和環境效應的基礎。傳統方法通常並行採用多種儀器對不同尺寸及組分的氣溶膠同時進行測量，得到氣溶膠整體的平均測量結果，然後再對各種實驗數據進行關聯，得出某些結論。這樣做忽略了氣溶膠個體之間的巨大差異，將會導致許多不確定性。本課題將氣溶膠雷射飛行時間質譜儀和差分電遷移率分析儀集成聯用，在單粒子尺度上以原位線上的方式對內混態煙粒氣溶膠的微物理特性進行研究。煙粒氣溶膠的氣候和環境效應是當今大氣科學界的研究熱點，在實驗室條件下模擬煙粒在大氣中的老化過程，對內混態煙粒氣溶膠的尺寸、密度、形貌、分形維數、光學特性、化學組分、吸濕性等基本特性進行研究，將有助於深入認識大氣煙粒氣溶膠的本質及來源特徵，為準確評估煙粒氣溶膠在環境和氣候變化中的作用提供支撐數據,為數值模式模擬提供準確的基本參數。
結題摘要
煙粒氣溶膠是大氣氣溶膠的重要組成部分，在大氣物理、大氣化學、大氣光學、大氣光化學等過程中具有重要作用。近年來的研究表明，煙粒氣溶膠對於全球變暖、區域氣候變化有重要貢獻。煙粒氣溶膠的氣候效應和環境效應是當今科學界的研究熱點，研究和評價煙粒氣溶膠的作用已十分必要和迫切。氣溶膠在空氣中的行為依賴自身的微物理、化學性質。傳統表征方法通常並行採用多種儀器對不同尺寸及組分的氣溶膠同時進行測量，得到氣溶膠整體的平均測量結果，然後再對各種實驗數據進行關聯，得出某些結論。這樣做忽略了氣溶膠個體之間的巨大差異，將會導致許多不確定性。本課題將氣溶膠雷射飛行時間質譜儀（ATOFMS）和差分電遷移率分析儀（DMA）集成聯用，在單粒子尺度上以原位線上的方式對煙粒氣溶膠的微物理特性進行研究。即，在實驗室條件下對煙粒氣溶膠的尺寸、密度、形貌、混合態、光學特性、化學組分等基本特性進行研究。 實驗結果表明，老化後煙粒氣溶膠的光散射特性與新鮮顆粒尺寸和包裹的組分密切相關，例如煙粒包裹二羥基苯甲酸後散射減小，而包裹戊二酸後光散射信號會增強。通過實測光散射信號與經米散射理論計算的理論光散射信號進行非線性可以得出氣溶膠的折射率，以氯化鈉、油酸氣溶膠為例進行了實驗驗證。 用DMA和ATOFMS對環境氣溶膠進行測量，按粒徑和化學組分進行分類並推導出其有效密度。結果顯示，環境空氣氣溶膠主要可分為6類，即元素碳、有機碳、銨鹽、鉀-生物質、含鈣類及含碳類，表現出兩種平均有效密度，一為1.32g/cm-3，另一個是1.70g/cm-3。 對多種燃燒過程排放的煙粒氣溶膠的質譜進行了檢測，獲得了大量煙粒氣溶膠的特徵質譜圖，這些數據在氣溶膠源解析中將有著重要的套用前景。 本研究有助於深入認識我國大氣煙粒氣溶膠污染的本質及來源特徵，並為準確評估煙粒氣溶膠在環境污染監測、輻射強迫和氣候變化中的作用提供關鍵的支撐數據。
