半干旱地区气溶胶的观测分析与垂直分布的反演

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3、溶胶粒子可以散射和吸收太阳辐射，从而造成大气吸收的太阳辐射能，到达地面的太阳辐射能以及大气大气顶反射回外太空的太阳辐射能的变化，产生气溶胶的直接辐射强迫；其次，由于气溶胶粒子的存在可以改变云的物理和微物理特征(如增加云凝结核，增大云中含水量，云高增高及云的生命史增大等)，进而改变云的辐射特征，影响太阳能存地气系统中的分配，产生间接效应。另外气溶胶中的黑碳等对太阳辐射具有较强吸收作用的粒子会将其吸收的太阳辐射能做为热辐射重新向外释放，从而加热气团，增大相对于地表的静力稳定度，也可能会导致云滴的蒸发，造成云量的云反照率的减小，进而通过半直接效应影响气候1

4、2J。大气气溶胶又是造成大气污染的重要原因之一【3l。有些气溶胶气溶胶本身就是致癌、致畸、致突变物质：有些气溶胶具有复杂的表面，对有毒物质的吸附特别强141；目前已有众多的流行病学研究证明城市颗粒污染物与人群中呼吸道疾病的发病率明显相关，而主要的研究都集中在直径小于10岬的大气可吸入气溶胶方面【5，6】；Dockery等对美国哈佛等城市进行的研究首次提出大气污染物的长期暴露与不良健康效应的关系，并发现气溶胶与心血管疾病死亡率也有相关性17J。黄土高原半干旱地区是半湿润与干旱地区的气候变化敏感过渡带【8】。近年来，干旱半干旱地区的风蚀荒漠化面积已经达到

5、了160．7万时【9】。而且黄土高原半干旱地区西北为西起吐鲁番、哈密地区，东至甘肃河西走廊的我国西北地区最大的强沙尘暴出现区域【10】。而kt趋严重的荒漠化在一定的天气条件下又会导致这一地区向大气中输送大量的沙尘气溶胶，从而影响局地乃至全球能量收支和辐射平衡。气溶胶浓度，气溶胶粒径谱分布，气溶胶散射系数和吸收系数等是表征气溶胶物理及光学特征的主要参数。浓度是表征气溶胶空间分布的基本参数之一，通兰州大学研究，}学位论文常用质量浓度(单位体积中气溶胶的质量)和数浓度(单位体积中气溶胶的个数)来表示；气溶胶的粒径大小是关系到气溶胶在大气中的寿命、传输及对环

6、境和人体健康影响的重要参数。HeintzenbergI⋯等提出大气气溶胶的任何特性都是粒径的函数。进行气溶胶浓度和粒径分布的观测研究，可以为深入理解气溶胶的性质和及其对气候与环境的影响提供重要的参数。气溶胶散射系数和吸收系数是气溶胶光学特性的重要参数，也是研究大气辐射过程和建立气溶胶模式所必须的参数。兰州大学半干旱气候环境观测站(SACOL)是我国黄土高原半干旱气候地区第一个气候与大气成分定点长期监测站。SACOL位于我国最大的几个沙尘源地(路径)下游，也位于我国内陆污染较严重的城市——兰州市的下游，气溶胶来源丰富，成分较为复杂。其所在的黄土高原半干

7、旱区也是气候变化的敏感区。对这一地区进行长期定点的气溶胶综合观测不仅填补了我国目前对半干旱地区气溶胶综合监测的空白，也对于了解气溶胶的物理光学特征以及时空分布、为气候模式提供对应于该地区的气溶胶特性参数化方案都有重要的科学意义。本文利用SACOL站一年多连续的气溶胶观测资料，就黄土高原半干旱地区的气溶胶的物理光学特征进行研究，为深入了解半干旱地区气溶胶物理化学特征及其气候效应进行有益的探索，为进一步建立适合该地区的气溶胶模式研究提供研究基础。1．2当前研究现状当前气溶胶的研究主要在如下方面：气溶胶的基本特性、气溶胶的气候效应、气溶胶对环境和人体健康的

8、影响等。气溶胶基本特征的研究侧重于气溶胶的浓度，谱分布等物理特征以及散射和吸收等光学特征的研究。其各方面研究