實驗室模擬研究黑炭與無機鹽混合氣溶膠的光學性質

《實驗室模擬研究黑炭與無機鹽混合氣溶膠的光學性質》是依託復旦大學，由李凌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：實驗室模擬研究黑炭與無機鹽混合氣溶膠的光學性質
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李凌

項目摘要

採用先進的氣溶膠光學測量技術光腔衰盪雷射光譜儀、三波長濁度計，結合氣溶膠煙霧箱、串連差分淌度分析儀，以甲烷燃燒生成的黑炭與無機鹽的混合氣溶膠為研究對象，在實驗室模擬研究黑炭與無機鹽的混合氣溶膠的尺寸、粒度分布，以及不同相對濕度（RH％）下的粒徑增長特性和光散射和消光變化規律。分別考察採用不同的混合方法所產生的混合氣溶膠在大氣陳化過程中的粒徑、吸濕性以及光學性質的變化。重點研究黑炭與硫酸銨混合氣溶膠的在不同比例、不同混合狀態下吸濕和光學性質的變化及其它們之間的關係，驗證混合氣溶膠理論模型，為提高評估黑炭輻射強迫的準確性提供實驗數據基礎。

結題摘要

本項目以自行搭建的光腔衰蕩氣溶膠消光儀（CRD-AES）技術為依託，探究黑炭與無機鹽形成的混合氣溶膠的吸濕、光學特性以及它們之間的關係，研究了黑炭與無機鹽混合氣溶膠的形態特徵及其與光學特性的關係。證明在實驗室研究中，自行搭建的CRD-AES測量氣溶膠消光係數的不確定性小於3%。實驗室採用光腔CRD-AES、三波長濁度計,結合氣溶膠煙霧箱和串連差分淌度分析儀等先進的氣溶膠檢測技術，以甲烷燃燒生成的黑炭與無機鹽的混合氣溶膠為研究對象，對其吸濕性和光學特性的變化進行模擬研究，重點研究黑炭與硫酸及硫酸銨混合氣溶膠的在不同濕度條件下吸濕和光學性質變化，研究表明不同粒徑的黑碳核對包裹後混合氣溶膠的吸濕性有影響，較大顆粒的黑碳混合氣溶膠的吸濕性主要是由包裹層的性質決定的。相比較未經過處理的黑碳顆粒物，經過包裹的和較高濕度下的黑碳顆粒物單次反照率更高，而不同包裹物質對單次反照率的作用不明顯。硫酸銨包裹層與硫酸包裹層在低濕度條件下對黑碳顆粒物的吸收截面增長作用相當，而在高濕度條件下，硫酸銨包裹層相比於硫酸包裹層會更多地增加黑碳顆粒物的吸收截面。結合線上離子色譜、三波段濁度計、NOx分析儀觀測2010年春季上海地區氣溶膠的光學性質，觀測期間單次反照率ω的平均值是0.7，隨著濕度的增大，散光係數與吸收係數都有增大，說明上海地區氣溶膠中較高比例的黑碳氣溶膠與二次氣溶膠儀內混。依託本項目，部分研究成果發表SCI論文3篇，投稿1篇，後續成果仍在整理中。