基于腔衰荡光谱技术的气溶胶消光仪的研制与应用

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1、中图分类号：X831单位代号：10280密级：公开学号：12721911硕士学位论文SHANHAIUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION题基于腔衰荡光谱技术的气目溶胶消光仪的研制与应用作者黄晓学科专业环境工程导师程平完成日期2015年05月上海大学硕士学位论文上海大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合上海大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：主任：委员：导师：答辩日期：I上海大学硕士学位论文原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，

2、论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：II上海大学硕士学位论文上海大学工学硕士学位论文基于腔衰荡光谱技术的气溶胶消光仪的研制与应用姓名：黄晓导师：程平学科专业：环境工程上海大学环化学院2015年05月III上

3、海大学硕士学位论文ADissertationSubmittedtoShanghaiUniversityfortheDegreeofMasterinEngineeringDevelopmentandApplicationsofAerosolExtinctionSpectrometerbasedonCavityRingDownSpectroscopyM.D.Candidate：XiaoHuangSupervisor：PingChengMajor：EnvironmentalEngineeringEnvironmentalandC

4、hemicalEngineeringCollege,ShanghaiUniversity05,2005IV上海大学硕士学位论文摘要气溶胶作为大气污染的主要成分，不仅可通过散射和吸收辐射直接影响地球大气辐射平衡，还可通过影响云的光学特性和云的寿命间接影响地球辐射平衡。近年来，气溶胶引起的直接辐射强迫成为全球研究的热点。因此，准确了解不同区域气溶胶的光学特性，对于减少气溶胶辐射强迫的不确定性具有重要意义。腔衰荡光谱（CavityRing-DownSpectroscopy,CRDS）技术因其具有长达数千米甚至数十千米的等效光程，

5、具有超高灵敏度和低检测限的优点，被认为是进行气溶胶消光特性研究的有效手段。本文基于已有的CRDS技术理论的气溶胶消光仪的技术方案，完成了可用于测量大气气溶胶消光系数的气溶胶消光仪的研制及性能表征，并以昆山阳澄湖畔的实际大气气溶胶为研究对象，分析研究了测点的大气气溶胶的消光特性及相对湿度对消光特性的影响。本论文的主要研究成果主要集中在以下几个方面：（1）国内率先研制了基于CRDS技术的用于测量气溶胶消光特性的气溶胶消光仪，测量了实验室条件下产生的聚苯乙烯标准颗粒物的消光截面，得到了实验室条件下标准颗粒物的不确定性小于3%，验

6、证了系统的可靠性。（2）对气溶胶消光仪的性能指标进行了表征：仪器的背景衰荡时间为51.26μs，消光系数的最低检测限可达到10-7m-1量级，响应时间小于2min。气溶胶消光仪的性能优异，能够实现对大气气溶胶消光系数的高灵敏度、快速、自动在线检测，可用于环境大气监测领域的大气气溶胶消光系数的实时在线监测。（3）以昆山阳澄湖畔的实际大气气溶胶为研究对象，通过长时间连续测量，结合气象因子的统计结果，详细分析了监测点的气溶胶消光特性及其日变化规律。观测结果表明，气象条件及周边的强污染源对测点的大气气溶胶消光系数影响较大。（4）为

7、了研究相对湿度对气溶胶消光系数的影响，利用两台仪器同时测量V上海大学硕士学位论文了不同相对湿度下实际大气中的气溶胶的消光系数，通过使用亲水参数γ值对测点环境相对湿度对气溶胶消光系数的影响进行了初步研究。关键词：腔衰荡光谱（CRDS），气溶胶，消光性质，相对湿度VI上海大学硕士学位论文ABSTRACTAerosolparticlesarethemajorcomponentofurbanpollution.Theyinfluenceclimatedirectlybyscatteringandabsorbingofincomin

8、gsolarradiationandindirectlybyactingascloudcondensationnuclei.Recently,muchattentionhasbeenpaidtotheglobalestimateofdirectradiativeforcing,duetoaerosols