《基於多波段熱光碳分析法的棕碳測量與套用》是依託江蘇理工學院，由趙竹子擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多波段熱光碳分析法的棕碳測量與套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙竹子
- 依託單位：江蘇理工學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
吸光性碳氣溶膠可通過吸收太陽光影響能見度、區域環境與地球輻射平衡，為了認識吸光性碳氣溶膠的氣候與環境效應，制定有針對性的控制對策，需要了解其光學特性、來源、空間分布和季節變化。本研究擬採用最新開發的DRI_2015多波段熱光碳分析儀，對其測試方法進行改進，建立可信的測量程式，實現氣溶膠中黑碳與棕碳光學性質的定量評估，並與其他測試方法展開對比驗證，研究該方法的適用性與局限性；在此基礎上，將該測試方法套用於西寧市（藏高原最大與人口最多的城市），認識吸光性碳氣溶膠在該區域的演變規律、吸光特性以及來源貢獻，為多波段熱光碳分析法提供交叉驗證，同時也為揭示西寧不同季節吸光性碳氣溶膠的濃度與吸光特性的變化原因提供理論依據、為政府制定有針對性的碳減排措施提供科學依據。本研究為棕碳光學特性的研究提供一種新的手段，同時也填補了西寧大氣氣溶膠研究領域的空白。
結題摘要
吸光性碳氣溶膠（黑碳、棕碳）可通過吸收太陽光影響能見度、區域環境與地球輻射平衡，為認識其氣候與環境效應，需了解其光學特性、來源、時空分布等。本項目對吸光性碳氣溶膠測量、光學性質及輻射強迫展開研究，主要內容如下：（1）運用多波段熱光碳分析儀對吸光性碳氣溶膠的光學吸收測量校正展開探索，包括：測試方法進行改進，建立可信的測量程式，通過二元模型的建立實現氣溶膠中黑碳與棕碳光學性質的定量評估。（2）基於（1）研究結果，將其運用在對藏東南地區為期一年樣品的黑碳、棕碳光學解析上，結果表明：總吸光係數呈現顯著季節變化，所有波長的吸光係數均在季風前最強，和生物質燃燒的指示物左旋葡聚糖相對應；通過建立的二元模型解析了總吸光係數：405nm光下棕碳、黑碳的相對貢獻率分別為48.7%和44.0 %，棕碳對總吸光的貢獻率隨著波長的增大而不斷減少；所有波長下，棕碳對輻射的吸收相對黑碳而言，大約為29.4±9.5%，證實了BrC在近紫外條件下對光吸收的重要性。（3）運用線上黑碳儀在藏東南開展黑碳研究表明，黑碳的平均濃度為496.5 ± 521.2 ng m-3，季節變化特徵：季風前期＞季風后＞冬季＞季風期；日內變化特徵：上午08:00至10:00齣現明顯峰值，其他時間段為低濃度小幅度波動；這是由於區域氣象、大氣混合層高度以及污染源強度的變化共同造成的結果。採樣期間，所有大氣氣溶膠所造成的地面輻射的減少量為-19.9 W m-2，而由黑碳造成減少量為-3.9 ± 1.8 W m-2，占總氣溶膠的~20%左右；在污染事件中，黑碳造成的直接輻射強迫減少量顯著高於四季均值，占總氣溶膠的~ 48.5%，證實了污染事件下，儘管黑碳濃度不高，但對高原地區輻射會產生重要影響。（4）首次使用穩定的碳同位素進行黑碳來源解析，結果表明：西安市生物質燃燒對黑碳的貢獻百分比為1.6％至29％；春、夏、秋季，機動車排放是黑碳的主要貢獻源，燃煤則是冬季黑碳最重要的來源；解析結果與燃煤、機動車示蹤物的顯著相關性，證明了該解析方法的合理性，提供了一種簡單且相對準確的源解析方法。本項目在吸光性碳氣溶膠的源解析、光學測量研究方面展開了探索與套用，為模式模擬工作提供了基礎數據，政府制定有針對性的碳減排措施提供科學依據。
