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目 录

1 引言 1

2 资料与方法 2

2.1 实验方法 2

2.2 实验仪器 3

2.3 采样时间和采样地点 3

3 结果与分析 3

3.1 气溶胶的数浓度的总体分布特征 3

3.1.1 山顶气溶胶数浓度的总体分布特征 3

3.1.2 山顶气溶胶的数浓度的谱分布 4

3.2 山顶和山底气溶胶数浓度的日变化 4

3.2.1 山顶和山底气溶胶数浓度的日变化分别特征 4

3.2.2 山顶与山底数浓度之间的相互关系 6

3.3 气溶胶数浓度与气象条件的关系 6

3.3.1 气溶胶数浓度与风向之间的关系 6

3.3.2 山顶气溶胶数浓度与其他各气象要素之间的关系 6

3.4 后向轨迹的个例分析 8

3.5 不同模态气溶胶数浓度小时平均分布 10

4 讨论与结论 12

参考文献 13

致谢 16

泰山夏季大气气溶胶数浓度和谱分布特征研究

范群

，China

Abstract：The data of the aerosol in Mount Tai area were detected by the wide range particle size spectrometer WPS and the Aps-3321 aerodynamics particle size spectrometer and the gas soluble particle size spectrum analyzer, and the meteorological elements synchronously by meteorological stations were used. According to the processing and analysis of the observation data, the results show that the daily change of aerosol particle number concentration is obvious. The characteristics of aerosol particle number concentration at the top of the mountain is greater in the morning than in the afternoon, reaching the peak at 13. The aerosol concentration at the bottom of the mountain is similar to that of the city. There are two peaks in a day. In summer, the concentration distribution of the peak of Mountain Tai is concentrated at 0.04~ 0.12 m. The aerosol particles in the nuclear mode account for about 60% of the total particle concentration. The relationship between aerosol concentration and meteorological factors is significant. Under the weather conditions with relatively small wind speed and relatively low humidity, the aerosol concentration increased rapidly.

Key words: Atmospheric aerosol; number concentration; spectral distribution; Mount Tai area; Meteorological elements

1 引言

大气气溶胶是悬浮于空气中的固态或是液态的相对稳定的多相体系，谱分布很宽，化学组成复杂。从直径1nm的初生新粒子到直径10的巨型粒子。不同尺度的气溶胶粒子在大气中具有不同的性质和作用，更会通过各种途径不同程度地影响人们的生活质量^[1-3]。，大气气溶胶的存在会造成大气能见度降低，通过伤害呼吸系统影响人类的身体健康。近来的流行病学研究表明，长时间在高浓度的颗粒物中的暴露会增加患心脏病以及呼吸疾病的几率，同时也会引起死亡率升高^[4]。气溶胶对气候的影响可以通过改变地气辐射系统即吸收、折射、反射太阳辐射直接影响气候，也会影响云的微观结构^[5]，从而对降水等造成影响^[3]。随着这些年来各地城市化进程的加快及城市机动车数量的持续性快速增长，一些由气溶胶粒子所引起的诸如大气能见度下降、灰霾天气增加等大气污染问题受到广泛关注。研究气溶胶的气候效应必须充分细致地了解气溶胶粒子的数谱分布^[5-7]。Buzorius^[8]等和Peters^[9]认为，衡量大气污染对人体的危害程度的最重要指标可能不是质量浓度而是数浓度。这也就意味着在同样的质量浓度情况下，超细粒子的危害要比粗例子大得多。而通过对图片和数据的观察分析，我们发现其中超细粒子的比重是非常大的。通过以往的实验室研究^[10]也发现，在相同的质量下，细的颗粒物对人体健康的影响更加大。因此，我们要对超细颗粒物的浓度给与更多关注。基于大气气溶胶的表面积浓度粒径分布特征，在1978年定义了气溶胶颗粒物的三个模态，即爱根核模态、积聚模态和粗粒子模态。而后随着大气颗粒物测量技术的不断改进，大气中由低挥发性气态前体物成核形成的更小的颗粒物被不断发现并广泛报道。

大气气溶胶的来源包括自然源和人为源。自然源又包括扬尘、海洋溅沫及火山喷发等。但是人为源还是造成污染的主要来源，生活排放、交通排放、生物质的燃烧都会对空气的洁净程度造成直接的影响。这些直接排放的一次气溶胶和通过气粒转化生成的二次气溶胶在粒径大小上会横跨多个量级（10纳米~100微米）^[11]。近年来，人类活动产生的气溶胶所占比例以及越来越高，也因此，气溶胶对于生活的影响也越来越严重。因此，对于大气气溶胶的基本的数浓度和尺度分布的研究是很大程度上对了解气溶胶在空气的分布和来源十分重要的。

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