泰山地区夏季大气气溶胶数浓度和谱分布观测分析外文翻译资料

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全面环境科学575（2017）309-320

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中国东南部山区气溶胶粒度分布及新粒子形成观测

张晓如 ^a,b，银燕 ^a,b,⁎，林振毅^b，韩永祥 ^a,b，简浩 ^b，梁远 ^b，陈魁 ^b,

陈晶华 ^b，孔邵飞^a,b，单云鹏^c，惠晓 ^b，谈稳 ^b

a南京信息工程大学气象灾害预报与评估协同创新中心，南京210044b南京信息工程大学中国气象局气溶胶云降水重点实验室，南京210044c沙漠研究所大气科学部，2215 Raggio Parkway，Reno，NV 89512，美国

强调

• 揭示了两种不同类型的气溶胶光谱的特征。
• 空气质量来源，天气条件和NPF事件是造成气溶胶光谱差异的原因。
• 分析了有利的气象条件和NPF事件的潜在前体气体。

图形概要

文章信息

文章历史：

2016年7月23日收到

以2016年9月6日修订版形式收到

已接受2016年9月27日在线提供xxxx

编辑：D. Barcelo博士

关键词：

气溶胶

尺度分布

中国东南部的高山

新的颗粒形成

摘 要

为了量化中国东南山区气溶胶粒子的物理/化学特性及其形成和生长过程，于2008年4月至7月，在黄山（平均海拔1840米）进行了实地研究。平均粒子数浓度为2.35times;10³cm^minus;3，超微粒子（lt;0.1mu;m）为总粒子数浓度的70.5％。 排除积聚模态的粒子，平均日间粒子数量浓度显着高于夜间测量的数据，表明行星边界层和自由对流层空气的影响。气溶胶谱分布分为两类：第一类（FCS）表现出明显的昼夜循环，相对较高的数字浓度（3.19times;10³cm^minus;3），较小的尺寸和来自内陆的气团; 第二类（SCS）呈现不太明显的日循环，数值浓度较低（1.88times;10³cm^minus;3），海岸地区尺度较大，气团较大。空气质量来源，天气条件和新粒子形成（NPF）事件是造成这两个粒子谱差异的原因。 鉴定出6个NPF事件，其通常始于10：00-11：00 LT，估计形成速率在0.09-0.30cm^minus;3s^minus;1范围内，并且生长速率在1.42- 4.53纳米每小时。NPF天的风速，二氧化硫和臭氧浓度高于非NPF天，而温度，相对湿度，浓度NPF日氮氧化物和碳氧化物含量较低。这些NPF事件中的二氧化硫和臭氧可能是主要的潜在前体气体。黄山的NPF活动相当接近西南风。这些结果有助于提高我们对控制该地区气溶胶粒径分布和NPF事件变化的主要因素的理解。

copy;2016 Elsevier BV保留所有权利。

*通讯作者：南京信息工程大学中国气象局气溶胶云降水重点实验室，南京市宁柳路219号，210044

电子邮件地址： yinyan@nuist.edu.cn （Y. Yin）。

http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.212 0048-9697 /copy;2016 Elsevier BV保留所有权利。

1. 介绍

大气气溶胶粒子可以通过直接散射和吸收太阳辐射来影响地球的能量收支（查尔森等人 1992; Heal等，2012），并通过作为云凝结核（CCN）或冰核（IN）（间接影响云反照率和降水量）（Twomey，1974; Albrecht，1989; Lebo和Feingold，2014年）。 但是，这些影响的不确定性仍然相当大（Solomon等，2007），其需要关于气溶胶颗粒的化学/物理性质的时间和空间代表性数据集。关键物理参数之一是亚微米范围内的尺度分布（库马尔等人，2014年）。事实上，亚微米颗粒对颗粒数量浓度有显着贡献（Morawska等，1998），并且研究还显示了其对人类健康的不利影响的证据（Charlson等，1992; Rodriguez等人，2005）。因此，特别是对于亚微米颗粒的颗粒尺寸分布知识对于避免人体暴露，评估气候效应和设计控制策略至关重要（Charlson等，1992; 库马尔等人，2014年)。

与成核模式粒子的快速爆发相关的新粒子形成（NPF）导致亚微米粒子的总数浓度（Twomey，1976）增加。 观测表明，NPF事件和随后的增长在大气中是普遍的。纳米颗粒的形成速率通常在0.01至0.80微米之间城市地区边界层中的10cm^minus;3s^minus;1和更高（达100cm^minus;3s^minus;1）。 然而，也报道了沿海地区和工业羽流中形成高达10⁴-10⁵cm^minus;3s^minus;1的生成率库尔马拉等人，2004年）。 典型的颗粒生长速率在中纬度地区从1到20 nm h^minus;1不等，取决于温度和可冷凝蒸气的可用性，如硫酸和其他可能的其他通过光化学反应形成的具有低饱和蒸气压的有机化合物（Kulmala等人，2004; Zhang等人，2004）。 此外，较大的预先存在的颗粒浓度通过消耗可冷凝的蒸气浓度并加速新形核颗粒的凝血清除来抑制新颗粒的形成（Kerminen和Kulmala，2002; 库尔马拉等人，2004年).

已经在自由对流层，北极，北方森林，海洋，城市和农村环境中进行了亚微米范围尺寸和NPF过程中粒径分布的现场测量（Zaizen等，1996; Reus等人，2000; Komppula等，2003; Stanier等人）

等人，2004; Dal Maso等人，2005; Rodriguez等，2005; Lee等人， 2008）。近年来，在中国的几个特大城市和相对污染的地区也进行了粒度分布和NPF事件的观测，如北京（Yue等，2009），珠三角（珠三角）（刘等人，2008; 陈等人，2016）和长三角（长三角）（Gao等人，2009; Wang等人，2014; Qi等人，2015）。这些研究表明，城市地区积累模式粒子的数量浓度相对较高，NPF事件在更偏远的地方更频繁发生（库尔马拉等人 等人，2004; Wu等人，2008).

山区的气氛通常由较低的温度，较高的相对湿度和较强烈的太阳辐射条件控制（Seinfeld等人，2004; 李等人，2011）。 山区的对流层气溶胶常常受到远距离运输的影响（Li等人， 2011; 王等人，2012）。 亚微米颗粒的尺寸分布及其形成和生长已经在一些高海拔地点（Venzac等，1995; Nyeki等，1998; Weingartner等，1999; Nishita等，2008; Rodriguez等，2009; Kanehiro等，2011; 郭等人，2012），而在中国，一些研究是在山上进行的。瓦里关（3816米），偏远的中国西部（Kivekauml;s等人，2009），泰山（1534米），华东（Zhang等人， 2014）和华山。（2060米），中国中部（王等人，2012）。 在中国东南部，只有两项研究在山上进行。Huang来描述气溶胶数量的尺度分布和NPF事件，但都是在山脚下进行的。秋天的黄山（王 等人，2014; Hao等人，2015). Wang等人 （2014） 强调气团对气溶胶光谱分布的影响和NPF的特点。 气溶胶粒径分布的各种特征和影响因素，有利条件和参与NPF和生长的潜在气态化合物在山顶仍然不清楚。因此，有必要在黄山这个高海拔地区丰富粒度分布和NPF观测数据库一个密集的现场运动来衡量浓度，气溶胶粒子（10-10000 nm）的化学组成和相关数量（包括痕量气体和气象参数）在山顶进行。 黄海（平均海拔1840米）位于中国东南部（图1）。本文的目的有两个方面：首先，描述颗粒数浓度，尺寸分布和新的颗粒形成事件;

图1.黄山的位置

表格1

采样仪器的介绍。

仪器 采样类型 校准 参考

WPS DMA颗粒在10-500nm范围内 NIST SRM 1691和SRM 1963-PSL球体尺寸（0.269plusmn;0.007mu;m和0.1007plusmn;0.0020mu;m） 刘等人。 （2010年） CPC

LPS 粒径范围在350-10,000 nm之间的NIST可溯源PSL球体尺寸（0.701mu;m，1.36mu;m，1.6mu;m和4.0mu;m）

TEI Inc. 49i O₃ 零气供应商（型号111）Olt;

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