长三角地区气溶胶粒径谱与新粒子生成：观测与模拟研究
发布时间：2024-03-12 20:25
大气气溶胶因其气候与环境(健康)效应,受到人们的广泛关注。作为二次气溶胶形成的主要触发过程,新粒子生成现象普遍存在于世界各种大气环境;同时颗粒物的核化并且增长可以贡献全球近50%的大气凝结核,对于全球气候有重要的影响。以南京大学地球系统区域过程综合观测试验基地(SORPES)外场观测为基础,结合大气化学和气溶胶箱式模型MALTE-BOX,本文系统研究了长三角西部地区气溶胶粒径谱及新粒子生成现象。6-800 nm气溶胶总浓度为19200 ± 9200(平均值±标准差)cm-3,其中核模态气溶胶(6-30 nm)浓度为5300 ± 5500 cm-3,爱根模态气溶胶(30-100 nm)浓度为8000 ± 4400 cm-3,积聚模态气溶胶(100-800 nm)浓度为5800 ± 3200 cm-3。对于平均的气溶胶粒径谱,其冬季的日变化受到了一次排放的影响而在春季、夏季和秋季主要受到了新粒子生成事件的影响。在SORPES站,新粒子生成的发生频率约为44%,春季最高,夏季和秋季其次,而冬季仅为11%。更高的温度、辐射强度和臭氧浓度以及低的相对湿度、PM2.5浓度和凝结汇有利于新粒子生成的...
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 气溶胶的气候效应与环境(健康)效应
1.2 新粒子生成现象
1.2.1 气溶胶粒径谱及新粒子生成现象
1.2.2 新粒子生成的理论基础
1.3 新粒子生成的研究进展
1.3.1 气溶胶粒径谱及新粒子生成的观测
1.3.2 新粒子生成的模型研究
1.4 在中国研究新粒子生成的意义
1.5 论文框架概述
1.6 本章小结
第二章 研究方法——观测与模型
2.1 观测站点介绍(SORPES)
2.2 仪器及数据处理
2.2.1 粒径谱仪器介绍
2.2.2 粒径谱数据处理
2.2.3 其他相关仪器简介
2.2.4 观测数据使用及有效样本比率
2.2.5 新粒子生成相关参数的计算方法
2.3 MALTE-BOX模型模拟
2.3.1 MALTE-BOX模型简介
2.3.2 结合WRF-CHEM与MALTE-BOX模型的新粒子生成模拟
2.4 本章小结
第三章 长三角地区气溶胶和空气离子粒径谱特征
3.1 6-800 nm气溶胶粒径谱特征
3.1.1 6-800 nm气溶胶粒径谱整体特征
3.1.2 气溶胶数浓度季节变化、日变化及成因
3.1.3 不同气团来源下的气溶胶粒径谱
3.2 0.8-46 nm空气离子粒径谱特征
3.2.1 空气离子粒径谱整体特征
3.2.2 空气离子数浓度季节变化、日变化及成因
3.2.3 空气离子与气溶胶数浓度之比
800 nm与1-3 nm气溶胶粒径谱特征"> 3.3 >800 nm与1-3 nm气溶胶粒径谱特征
800 nm气溶胶粒径谱特征及其对凝结汇的贡献"> 3.3.1 >800 nm气溶胶粒径谱特征及其对凝结汇的贡献
3.3.2 1-3nm气溶胶粒径谱特征
3.4 本章小结
第四章 长三角地区新粒子生成特征
4.1 新粒子生成发生频率、开始时间、生成率及增长率
4.1.1 新粒子生成定义方式
4.1.2 新粒子生成发生频率及开始时间
4.1.3 新粒子生成的生成率、增长率
4.2 离子诱导成核
4.2.1 通过空气离子数据判定新粒子生成
4.2.2 空气离子生成率、增长率
4.2.3 离子诱导成核对新粒子生成的贡献
4.3 影响新粒子生成的要素
4.3.1 影响新粒子生成事件发生的要素
4.3.2 影响新粒子生成生成率和增长率的要素
4.3.3 不同气团理化特性对新粒子生成的影响
4.4 2013年8月高臭氧浓度及高频率新粒子生成事件
4.5 本章小结
第五章 单萜诱导清晨新粒子生成
5.1 清晨新粒子生成事件
5.2 华南单萜传输诱导清晨新粒子生成
5.3 清晨新粒子生成的模拟及敏感性实验
5.4 本章小结
第六章 SORPES站与北欧针叶林新粒子生成对比研究
6.1 SORPES与SMEAR Ⅱ站大气环境的差异
6.2 硫酸与高度氧化的分子模拟及两站点差异
6.2.1 SMEAR Ⅱ站硫酸与高度氧化的分子模拟
6.2.2 SORPES站与SMEARⅡ站硫酸、高度氧化的分子浓度的差异
6.3 气溶胶模拟及各气态前体物对纳米级颗粒物增长贡献的差异
6.3.1 气溶胶粒径谱模拟
6.3.2 SORPES站和SMEARⅡ站各气态前体物对于纳米级颗粒物增长贡献的差异
6.4 本章小结
第七章 总结及展望
7.1 本论文的主要结论
7.2 论文的意义及创新点
7.3 后续工作的展望
参考文献
博士期间研究成果
致谢
本文编号：3926833
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 气溶胶的气候效应与环境(健康)效应
1.2 新粒子生成现象
1.2.1 气溶胶粒径谱及新粒子生成现象
1.2.2 新粒子生成的理论基础
1.3 新粒子生成的研究进展
1.3.1 气溶胶粒径谱及新粒子生成的观测
1.3.2 新粒子生成的模型研究
1.4 在中国研究新粒子生成的意义
1.5 论文框架概述
1.6 本章小结
第二章 研究方法——观测与模型
2.1 观测站点介绍(SORPES)
2.2 仪器及数据处理
2.2.1 粒径谱仪器介绍
2.2.2 粒径谱数据处理
2.2.3 其他相关仪器简介
2.2.4 观测数据使用及有效样本比率
2.2.5 新粒子生成相关参数的计算方法
2.3 MALTE-BOX模型模拟
2.3.1 MALTE-BOX模型简介
2.3.2 结合WRF-CHEM与MALTE-BOX模型的新粒子生成模拟
2.4 本章小结
第三章 长三角地区气溶胶和空气离子粒径谱特征
3.1 6-800 nm气溶胶粒径谱特征
3.1.1 6-800 nm气溶胶粒径谱整体特征
3.1.2 气溶胶数浓度季节变化、日变化及成因
3.1.3 不同气团来源下的气溶胶粒径谱
3.2 0.8-46 nm空气离子粒径谱特征
3.2.1 空气离子粒径谱整体特征
3.2.2 空气离子数浓度季节变化、日变化及成因
3.2.3 空气离子与气溶胶数浓度之比
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800 nm气溶胶粒径谱特征及其对凝结汇的贡献"> 3.3.1 >800 nm气溶胶粒径谱特征及其对凝结汇的贡献
3.3.2 1-3nm气溶胶粒径谱特征
3.4 本章小结
第四章 长三角地区新粒子生成特征
4.1 新粒子生成发生频率、开始时间、生成率及增长率
4.1.1 新粒子生成定义方式
4.1.2 新粒子生成发生频率及开始时间
4.1.3 新粒子生成的生成率、增长率
4.2 离子诱导成核
4.2.1 通过空气离子数据判定新粒子生成
4.2.2 空气离子生成率、增长率
4.2.3 离子诱导成核对新粒子生成的贡献
4.3 影响新粒子生成的要素
4.3.1 影响新粒子生成事件发生的要素
4.3.2 影响新粒子生成生成率和增长率的要素
4.3.3 不同气团理化特性对新粒子生成的影响
4.4 2013年8月高臭氧浓度及高频率新粒子生成事件
4.5 本章小结
第五章 单萜诱导清晨新粒子生成
5.1 清晨新粒子生成事件
5.2 华南单萜传输诱导清晨新粒子生成
5.3 清晨新粒子生成的模拟及敏感性实验
5.4 本章小结
第六章 SORPES站与北欧针叶林新粒子生成对比研究
6.1 SORPES与SMEAR Ⅱ站大气环境的差异
6.2 硫酸与高度氧化的分子模拟及两站点差异
6.2.1 SMEAR Ⅱ站硫酸与高度氧化的分子模拟
6.2.2 SORPES站与SMEARⅡ站硫酸、高度氧化的分子浓度的差异
6.3 气溶胶模拟及各气态前体物对纳米级颗粒物增长贡献的差异
6.3.1 气溶胶粒径谱模拟
6.3.2 SORPES站和SMEARⅡ站各气态前体物对于纳米级颗粒物增长贡献的差异
6.4 本章小结
第七章 总结及展望
7.1 本论文的主要结论
7.2 论文的意义及创新点
7.3 后续工作的展望
参考文献
博士期间研究成果
致谢
本文编号：3926833
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