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    賀蘭山兩側(cè)沙漠及污染城市CCN分布特征的觀測研究_桑建人

    賀蘭山兩側(cè)沙漠及污染城市CCN分布特征的觀測研究_桑建人
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    文檔詳情

    從惠農(nóng)和左旗在不同時段的CCN 瞬時活化液滴譜(圖3)可以看出,雖然在人類活動相對穩(wěn)定時段(深夜)的惠農(nóng)與在人類活動相對活躍時段(傍晚)的左旗的瞬時譜變化趨勢基本相同,但惠農(nóng)在各個過飽和度下的CCN濃度均比左旗要高。兩地各個過飽和度下活化液滴譜均隨著過飽和度的增大而變寬,且隨飽和度逐漸升高、粒子峰值濃度越高、峰值半徑也越大,即飽和度與粒子峰值濃度與半徑成正比。當ss≤0.3時,兩地活化液滴譜的譜型均表現(xiàn)為單峰型,ss≥0.5時,兩地活化液滴譜的譜型均表現(xiàn)為雙峰型。且當ss=1.0時,活化液滴譜除了在大粒徑端有一個峰值外,在小粒徑端也出現(xiàn)了一個峰值(濃度較低)。究其原因是該地區(qū)處在沙漠邊緣,氣溶膠粒子多以吸濕性較差的固體顆粒為主,根據(jù)水蒸汽凝結(jié)理論[18],顆粒的物理化學性質(zhì)與它們在凝結(jié)過程中的活動有密切關(guān)系。粒徑較大且吸濕性強的顆粒比粒徑較小吸濕性弱的顆粒具有更低的臨界過飽和度。飽和率和顆粒尺寸的關(guān)系可由傳2.1.3 不同過飽和度下CCN日變化從左旗的CCN 在不同過飽和度下的日變化圖4)可以看出,在05:00之前CCN 濃度起伏變化不大,但在06:00左右開始迅速上升,主原因是和日出后人類活動頻繁有很大的關(guān)系。不同過飽和度后的CCN的濃度也越高。雖然濃度值不同但是整體上升下降的變化趨勢是相同的。當ss=1.0時,峰值濃度達到了4 200個·cm-3。2.1.4 CCN活化譜根據(jù)阿拉善左旗23—24日和惠農(nóng)19日的觀測,利用公式N=CSK 進行擬合[19],表1給出了地面CCN特征參數(shù)。Hobbs等[20]曾根據(jù)C、K 值把核譜分為大陸型(C≥2200cm-3,K<1)、過渡型(1 000cm-3<C<2200cm-3,K>1)、海洋型(C<1000cm-3,K<1)3種類型核譜。兩個地區(qū)的譜型下,CCN的濃度不同;過飽和度越大,經(jīng)過云室活化統(tǒng)的Khler理論解釋,即臨界飽和度大則臨界半徑大。小粒子需要較大的過飽和度才能活化,因此,當過飽和度比較小時,空氣中粒徑較大的粒子被活化,吸濕生長。隨過飽和度的增加,CCN 可以凝結(jié)增長到較大的直徑,活化產(chǎn)生的CCN譜更寬;同時原來不易被活化的粒子可以被活化,在小粒徑端出現(xiàn)了一個峰值,濃度不大。1)惠農(nóng)地面的CCN 濃度比左旗的CCN 濃度高59%,表明城市污染對CCN 濃度的影響很大。CCN分布早晚多、中午、夜間少,日變化較明顯。2)惠農(nóng)與左旗兩地過飽和度與粒子峰值濃度與半徑成正比。地面CCN活化液滴譜隨著過飽和度的增大而變寬,且大濃度的粒子直徑也越來越大,當實際過飽和度較大時,活化液滴譜除了在大粒徑端有一個峰值外,在小粒徑端也出現(xiàn)了一個峰值,但是濃度不太大。過飽和度越大,經(jīng)過云室活化后的CCN的濃度也越高,整體上升下降的變化趨勢相同。3)利用公式N=CSK 進行擬合,得出惠農(nóng)和左旗的C值明顯較大(大于1000),K 值較高(惠農(nóng)約0.8、左旗約0.7),表明兩個地方CCN具有大陸性特征。4)近地層CCN 濃度較高、濃度隨高度增加而減少,表明CCN主要來源于地面,這與中國早期的觀測結(jié)果相一致。通過兩地垂直高度層的CCN樣本濃度比較進一步證了近地面污染對CCN 濃度的影響。空中擴散過程中,遇到云層或者逆溫,擴散會受到阻礙,說明云層和逆溫層對CCN 會起到一定的聚集作用。5)在相同高度、直徑上的活化液滴濃度惠農(nóng)都比左旗要高,這也說明了工業(yè)污染對CCN濃度的影響。6)不同或同一地區(qū)不同時間范圍的CCN濃度、活化譜及活化后的液滴譜存在差異,需要在不同地區(qū)、不同季節(jié)對CCN譜型演變特征進行長期連續(xù)觀測,從而認識CCN濃度及譜型的變化對云霧降水過程及氣候變化的作用。不同地區(qū)可充當CCN氣溶膠的譜分布及表面化學成分不同,其對CCN數(shù)濃度及譜分布的影響也不同,在觀測中需要增加化學成分的觀測,深入了解CCN濃度的時空分布特征。

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