青島大氣顆粒物數(shù)濃度分布及特殊天氣過程中變化特征研究.pdf

1、大氣顆粒物是研究大氣性質(zhì)以及全球氣候變化的關(guān)鍵因素，同時也與人類健康及生活息息相關(guān)。由于大氣顆粒物時間及空間分布上的復(fù)雜多變性，在評價、預(yù)測其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)時就需具備氣溶膠物理化學(xué)特性等各方面信息和資料，這其中大氣顆粒物數(shù)量粒徑分布及變化情況等即與之密切相關(guān)，因此近十年來在世界許多地區(qū)都開展了顆粒物數(shù)濃度及粒徑分布的觀測研究工作。青島地處山東半島南端，東、南瀕臨黃海，是中國東部大陸和海洋的交界處，在春季西北風(fēng)盛行時，青島處于亞洲沙塵源區(qū)和

2、華北城市群的下風(fēng)帶，大氣中首要污染物是懸浮顆粒物，因此在青島開展大氣氣溶膠特性和沉降通量的觀測研究具有非常重要的意義。本文觀測了2010年3月～2011年7月青島大氣中不同粒徑顆粒物的數(shù)濃度，探討了不同季節(jié)、不同氣團(tuán)來源、不同天氣過程對顆粒物數(shù)濃度譜分布的影響，并與2011年在東、黃海觀測的海洋大氣顆粒物數(shù)濃度譜進(jìn)行了對比分析，依據(jù)觀測的顆粒物數(shù)濃度初步估算了顆粒物的干沉降速率及干沉降通量。
　　 觀測期間青島大氣中粒徑>0.3

3、μm的顆粒物數(shù)濃度為2.7～541.6 cm-3，平均為261.8 cm-3。隨粒徑增大顆粒物數(shù)濃度逐漸降低，0.3～0.5μm和0.5～0.7μm的顆粒物數(shù)濃度約占>0.3μm的顆粒物總數(shù)濃度的90％，0.7～1.0μm、1.0～2.0μm和2.0～5.0μm的顆粒物數(shù)濃度約占10％。季節(jié)變化顯示<1.0μm細(xì)顆粒物濃度在春季較低；>2.0μm粗顆粒物濃度在春季最高，夏季最低。春季大氣顆粒物主要受到沙塵源氣團(tuán)的影響，夏季期間會受到部分

4、海洋氣團(tuán)的影響，秋、冬季主要受到北方陸源氣團(tuán)影響。氣團(tuán)的來源不同會影響到大氣顆粒物的粒徑譜分布，受南方源氣團(tuán)影響的大氣中細(xì)粒子濃度較高，受沙塵源氣團(tuán)影響的大氣中則是粗顆粒物數(shù)濃度最高。
　　 不同天氣過程對大氣顆粒物粒徑譜分布影響顯著。沙塵發(fā)生前青島大氣中<1.0μm的細(xì)粒子數(shù)濃度逐漸小幅升高，沙塵發(fā)生時>1.0μm的粗顆粒物數(shù)濃度迅速升高且上升幅度較大，而0.3～0.7μm的細(xì)顆粒物數(shù)濃度則降低了35％～49％。霾天氣發(fā)生過程

5、中0.5～1.0μm細(xì)粒子的數(shù)濃度增長最快，且在霾天氣持續(xù)過程中，<1.0μm細(xì)粒子的數(shù)濃度始終保持在高值。降雨使大氣顆粒物、尤其是>1.0μm的粗粒子數(shù)濃度降低。降雨后大氣顆粒物、尤其是細(xì)粒子數(shù)濃度又很快回升。
　　 利用2011年5～6月東海航次和10月東、黃海航次觀測了中國近海大氣顆粒物的數(shù)濃度譜分布，發(fā)現(xiàn)5-6月東海大氣中顆粒物數(shù)濃度為0.1～71.7 cm-3(平均14.4cm-3)，10月東、黃海大氣中顆粒物數(shù)濃度為

6、3.2～48.5 cm-3(平均1212 cm-3)，明顯低于觀測同期青島大氣顆粒物的數(shù)濃度。與青島大氣顆粒物數(shù)濃度譜分布基本呈單峰分布(峰值主要出現(xiàn)在0.3～0.5μm的細(xì)顆粒上)不同，東、黃海大氣顆粒物數(shù)濃度譜呈雙峰分布，峰值分別出現(xiàn)在0.5～1.0μm的細(xì)顆粒和3.0～5.0μm的粗顆粒上，顯示了海鹽粒子對海上大氣顆粒物的貢獻(xiàn)。中國近海大氣顆粒物數(shù)濃度受陸源大氣顆粒物影響顯著，隨離岸距離增大，顆粒物數(shù)濃度有逐漸降低的趨勢。

7、　　 依據(jù)觀測的不同粒徑大氣顆粒物數(shù)濃度，結(jié)合文獻(xiàn)發(fā)表的不同粒徑顆粒物密度，估算了2010～2011年觀測期間大氣顆粒物的質(zhì)量濃度，結(jié)果顯示青島大氣顆粒物質(zhì)量濃度平均為167.7μgm-3，與近年來在青島直接觀測的顆粒物質(zhì)量濃度相當(dāng)。依據(jù)沙塵發(fā)生后不同粒徑顆粒物數(shù)濃度均呈指數(shù)衰減的規(guī)律，提出了利用觀測的顆粒物數(shù)濃度估算大氣顆粒物干沉降速率的模型，并結(jié)合估算的大氣顆粒物質(zhì)量濃度計算了觀測期間大氣顆粒物的干沉降通量。結(jié)果顯示2010～20