南京北郊冬季大气气溶胶及其湿清除特征研究康汉青朱彬樊曙先南京.doc

南京北郊冬季大气气溶胶及其湿清除特征研究 康汉青 朱彬 樊曙先 南京信息工程大学，南京 210044 摘 要 本文利用WPS（宽范围颗粒粒径谱仪）、雨滴谱仪和雾滴谱仪测量了2007-2008年冬季南京北郊大气气溶胶数浓度谱分布和降水强度，分析了气溶胶粒子的分布特征以及气溶胶粒径与湿清除系数的关系。结果表明：气溶胶粒子具有明显的双峰型日变化特征，数浓度主要集中在0.02~0.2 μm粒径范围内，受汽车尾气排放、混合层高度变化以及颗粒物水平输送的影响较大。降雨、降雪和雾过程都对气溶胶粒子有不同程度的清除，降雨和浓雾对核模态和粗模态的气溶胶粒子的清除能力显著，降雪对粒径小于0.03 μm的气溶胶粒子的清除能力较强。 关键词 气溶胶 数浓度 湿清除 中图分类号:X513 The size distributions and wet removal properties of winter aerosol particles in north suburban of Nanjing Kang Han-Qing, Zhu Bin, Fan Shu-Xian Nanjing University of Information Science Technology, Nanjing 210044 Abstract Measurements of size-resolved particle number concentrations and precipitation intensity during the winter of 2007-2008 were made by Wide-Range Particle Spectrometer, OTT Parsivel and FM-100, at the north suburban of Nanjing. The size distribution characteristics of particles and the relationships between particle size and scavenging coefficients were studied. With a bimodal distribution of diurnal change, the aerosol particle number concentration, which is much affected by vehicle emission, change of boundary layer height, and the advection of particles, mostly falls between 0.02 μm and 0.2 μm. Rainfall, snowfall and fog have different scavenging efficiency on particles. Aitken and coarse mode particles are more efficiently scavenged by rainfall and dense fog. Snowfall is efficiently on the scavenging of particles smaller than 0.03 μm. Key words Particle, Number concentration, Wet removal 1 引言 气溶胶是目前影响我国城市大气最主要的污染物之一，它不仅可以降低能见度还会对人体健康产生严重危害（任丽新等， 1999）。湿清除作为大气中气溶胶粒子的主要清除机制，维持着大气中气溶胶粒子源、汇之间的平衡，是大气自净最重要的过程之一。气溶胶粒子的湿清除是指大气气溶胶粒子参与云滴的形成，并在云滴增长和发展为降水的过程中，被云、降水收集而随降水下落至地面，包括云内清除和云下清除两个阶段（章澄昌等，1995）。云下清除是指云底以下至地表之间的大气气溶胶粒子被降水清除的过程，这一过程中气溶胶粒子通过布朗运动、惯性碰并以及由热力、湍流、电荷、浓度梯度等作用造成的泳移而被下落的水滴或冰晶所捕获。Greenfield et al.（1957），Wang（1978）以及Herbert（1986）μm之间气溶胶粒子的捕获效率较低，这一区域通常称作“Greenfield缺口”。惯性碰并是直径大于2 μm的气溶胶粒子的主要清除机制，布朗运动主要清除直径小于1 μm的气溶胶，而电泳则被认为是目前清除系数计算中最不确定的部分（Byrne et al., 1993; Jaworek et al., 2002）。Davenport et al.（1