大氣氣溶膠粒徑分布特征與氣象條件的相關(guān)性分析

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1、第25卷第1期氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)V01．25NO．12009年2月JOURNALOFMETEOROLOGYANDENVIRONⅣ匝NTFebruary2009大氣氣溶膠粒徑分布特征與氣象條件的相關(guān)性分析‘‘’’’’。林俊劉衛(wèi)李燕包良滿李玉蘭王廣華吳偉偉(1．中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所，上海201800；2．重慶郵電大學(xué)，重慶400065)摘要：通過探討溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速等氣象因素與不同粒徑大氣氣溶膠粒子數(shù)濃度和質(zhì)量濃度的相關(guān)性，分析氣象條件對(duì)大氣氣溶膠的影響和作用機(jī)制。結(jié)果表明：氣象因素對(duì)0．2．

2、一0．6斗m的氣溶膠影響最大。溫度升高既有利于增強(qiáng)大氣擴(kuò)散作用也有利于二次氣溶膠的生成，因此溫度與超細(xì)氣溶膠(小于0．1“m)呈正相關(guān)，而與粒徑較大的氣溶膠呈負(fù)相關(guān)。風(fēng)速主要影響氣溶膠的水平擴(kuò)散，對(duì)超細(xì)氣溶膠無(wú)顯著影響，而與粗粒徑氣溶膠呈負(fù)相關(guān)。相對(duì)濕度會(huì)促進(jìn)超細(xì)氣溶膠的聚積，使之生成較大粒徑氣溶膠。因此相對(duì)濕度與超細(xì)氣溶膠呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)，而與較粗粒徑氣溶膠呈正相關(guān)。關(guān)鍵詞：大氣氣溶膠；粒徑分布；氣象條件；相關(guān)性中圖分類號(hào)：X513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673—503X(2009)ol一000

3、1—05集(DavisInstrumentsCorp．，USA)。1引言2．2ELPI采樣器大氣環(huán)境質(zhì)量不但與污染源有關(guān)，氣象條件也ELPI是DEKATI公司生產(chǎn)的氣溶膠采樣儀?！А?。。。對(duì)大氣環(huán)境污染和人體健康有重要的影響。它不但可以對(duì)氣溶膠按粒徑大小進(jìn)行分級(jí)采樣(切當(dāng)污染源相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，氣象條件是影響大氣污染的—9割粒徑為0．0287．950m12級(jí))斗，分為，而且可¨j重要因素，不利的氣象條件則會(huì)加重大氣污染程以實(shí)時(shí)記錄氣溶膠粒子數(shù)濃度和質(zhì)量濃度的粒徑分r8一度。溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和

4、降水等氣象條布(時(shí)間分辨率為1—2S)。它的基本結(jié)構(gòu)和工作原件對(duì)大氣環(huán)境污染的影響主要體現(xiàn)在對(duì)污染物的擴(kuò)理見圖1。散、輸運(yùn)、積聚和沖刷作用。因而許多研究者利用氣象條件變化特征對(duì)大氣污染進(jìn)行預(yù)警。清沽空氣沖洗大氣氣溶膠污染是大氣污染的重要形式之一，■llI呸口．．_●●●L，U一它同樣也受氣象因素的影響。我國(guó)研究者朱能文、4壓、離亍虬一尹振東、梅鵬蔚等對(duì)溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)級(jí)等因素與蒸靜PM。。的相關(guān)性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不同氣象因素與大瓣p’71引]百互絕緣一里氣顆粒物濃度具有不同的相關(guān)性。而且的沖擊扳

5、0toJ¨川籃Smirnov和Despiau等還發(fā)現(xiàn)，即使在相同的氣嚶象條件下，不同粒徑大氣氣溶膠受到的影響也存在表}部計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)記錄控制差異。本文將研究不同粒徑大氣氣溶膠的粒子數(shù)濃蝴塑用戶界面度和質(zhì)量濃度與各氣象因素的相關(guān)性真空泵■◆氣體出口，討論氣象因素對(duì)大氣氣溶膠濃度和粒徑分布的影響。圖1ELPI的結(jié)構(gòu)和工作原理2資料與方法ELPI后一Corona荷電氣溶膠進(jìn)入，首先經(jīng)過個(gè)2．1采樣條件器使氣溶膠帶上電荷。隨后，帶電氣溶膠被引入串采樣點(diǎn)位于上海市嘉定區(qū)中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用級(jí)沖擊器，利用空氣動(dòng)力

6、學(xué)原理將不同粒徑氣溶膠?！?。’收集在沖擊板上3124N12117E)。通過靜電計(jì)測(cè)量每級(jí)感應(yīng)的電物理研究所內(nèi)(，，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集412—13日ELPIElectrical流，經(jīng)計(jì)算得到不同粒徑氣溶膠的粒子數(shù)濃度和質(zhì)于2008年月。采用(LowPressureImpactor，DEKATI公司)記錄大氣氣溶量濃度。由于靜電計(jì)十分靈敏，因此ELPI可以非常膠粒子數(shù)濃度和質(zhì)量濃度。溫度、相對(duì)濕度、氣壓、靈敏地測(cè)量到氣溶膠濃度的瞬時(shí)變化，具有較快的㈦風(fēng)向和風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)由DavisPro小型氣象站采時(shí)間響應(yīng)

7、。2008—09—052008—12一12收稿日期：；修訂日期：。KJCX3一SYW—N3)10775174)和中國(guó)科學(xué)院上基金項(xiàng)目：中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目(、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(海應(yīng)用物理研究所領(lǐng)域前沿項(xiàng)目(90070301)共同資助。E-mail：linl978@gmail1978年生j．tom。作者簡(jiǎn)介：林俊，男，，博士，主要從事大氣氣溶膠污染研究，2氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)第25卷由于風(fēng)向與所處的地理位置和氣候特征相關(guān)3結(jié)果分析，O，505加博mm巧加∞¨mm”加¨引聯(lián)，某些特定的風(fēng)向

8、往往會(huì)導(dǎo)致污染物濃度升高。3’．1風(fēng)向風(fēng)速條件上海地區(qū)空氣污染物濃度受地面風(fēng)向的影響顯著，圖2為2008年4月12—13Et的風(fēng)向頻率及風(fēng)¨引偏西風(fēng)往往伴隨大氣污染物濃度升高。2d的實(shí)速分布統(tǒng)計(jì)4月12日風(fēng)NE~NNE。向以為主，風(fēng)驗(yàn)過程中以N—NE風(fēng)向?yàn)橹?413日，風(fēng)速較小，氣象條件速主要分布在．5q．5m／s。月風(fēng)向以№姬—N為主0—相對(duì)穩(wěn)定。因此實(shí)驗(yàn)期間受外來污染影響較小。．0，風(fēng)速相對(duì)較小，主要變化在2．0m／s。3．2氣象因素對(duì)氣溶膠濃度的影響302520零s≤褂旃舔辯