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1、第5卷第3期中国粉体技术Vol.5No.31999年6月ChinaPowderScienceandTechnologyJune1999作者介绍:刘强,男,29岁。1994年毕业于青岛大学,获工学学士学位。1995～1998年在北京大学环境科学中心学习,并获硕士学位。现在中国科学院大气物理研究所攻读大气化学方向的博士学位。大气气溶胶研究现状和发展趋势刘强王明星李晶张仁健(中国科学院大气物理研究所北京100029)摘要对国际大气气溶胶研究现状及主要研究成果进行应等有重要影响,因此气溶胶研究包括了大气科学了分析总结,讨论了未来气溶胶研究的主要领域,着重讨论的许多分支,具有一定的综合
2、性。了气溶胶对气候和环境影响的主要问题。就沙尘气溶胶和人表1大气气溶胶的人为源为活动造成的气溶胶两个方面讨论当前急需研究解决的问题。类别物质或过程类别物质或过程关键词大气气溶胶;气候效应;辐射强迫;沙尘燃烧煤*化学制品碳黑石油*硫磺天然气硫酸气溶胶一词的严格含意是指悬浮在气体中的固城市垃圾焚烧硝酸体和(或)液体微粒与气体载体共同组成的多相体生物质陆地生物质的邻苯二甲酸酐清除和利用*石油炼制系。相应地,大气气溶胶是指大气与悬浮在其中的固黑色金属原钢体和液体微粒共同组成的多相体系。大气气溶胶粒生铁纸浆和造纸牛皮纸(硫酸盐)子的直径多在0.001～10Lm之间。很多过程可以产冶金焦
3、碳亚硫酸盐有色金属铜冶炼*半化学溶解生气溶胶,主要分为自然(沙尘暴和火山爆发)过程锌冶炼*化肥硝酸铵和人为活动(化石燃料的燃烧和生物质燃烧)过程。铅冶炼磷酸铵气溶胶的自然来源主要是海洋、土壤和生物圈以及铝土生产尿素铝冶炼正磷酸盐火山等;气溶胶粒子的人为源见表1。工业化革命以铝土矿生产浓缩磷酸盐来,人类活动不仅直接向大气排放大量粒子,更重要矿物质水泥*农业耕作土壤灰尘和生物的是向大气排放大量的SO2,SO2在大气中通过非石灰质残骸*石膏均相化学反应逐渐转化成硫酸盐粒子,形成二次气纯碱溶胶。污染气体形成的大气气溶胶粒子自工业革命磷钙土以来有较大幅度增加。尽管气溶胶只是地球大气成分
4、中含量很少的组*主要的气溶胶粒子来源分,但其重要性却因诸多因素而扩大化。这些因素包气溶胶粒子对气候的辐射平衡有重要影响。气括:在大气层中的广泛分布;对许多大气过程的重要溶胶对气候的影响可分为两大方面,即直接影响和作用;对区域和全球大气质量和气候的影响等。气溶间接影响。直接影响指大气中的气溶胶粒子吸收和胶是大气中普遍存在的异质混合物,不受国际边界散射太阳辐射和地面辐射出长波辐射,从而影响地-的限制,因此研究气溶胶对全球影响需要广泛的国气辐射收支。气溶胶对气候的间接影响是指气溶胶际合作。气溶胶还对空气质量、能见度、酸沉降、云和浓度变化会影响云的光学特性、云量、云的寿命,而降水、大
5、气的辐射平衡和平流层和对流层的化学反云的变化反过来影响气候。气溶胶对大气环境质量和人体健康也有很大的收稿日期:1998-03-03影响。在城市大气中,由汽车尾气和燃煤排放出大量18·SpecialColumnofAerosolResarch·ChinaPowderScienceandTechnology1999No.3污染气体可通过气-粒转化过程形成二次气溶胶,由游生物排放DMS向二氧化硫及云凝结核的转化过于其粒子小、平均寿命长,已对城市大气环境产生显程,计算结果显示海洋上小粒子中非海盐硫酸盐可著影响。高浓度的气溶胶可以降低大气的能见度而通过气粒转化过程形成。影响城市的正常生
6、活;微米级的气溶胶粒子对人的1.1.2气溶胶的辐射特性呼吸系统产生重要影响,危害人类健康。最近的研究大气气溶胶通过以下几个方面来影响地球的辐表明,生物气溶胶(含有各种微生物和生物性物质的射平衡:散射和吸收太阳辐射、吸收和散发红外辐射气溶胶)可对一些从事特定职业的人群产生危害。生(直接效应);与水态云(waterclouds)相互作用以改物气溶胶所引起的各种呼吸道疾病已经得到医学界变其散射特性;对云的覆盖率和生存周期产生影响的广泛关注。(间接效应)。气溶胶的组成、形态、浓度的复杂性严重影响气溶胶辐射特性,这成为理解气溶胶在气候1气溶胶研究现状中作用的主要障碍。只有通过进一步的观
7、测才能更1.1气溶胶对辐射强迫和气候的影响好地理解气溶胶对地球辐射平衡的影响。气溶胶对辐射的影响取决于其时间和空间的分研究表明,大气气溶胶造成的全球平均气候强布、自身的物理化学性质(包括粒子尺度谱分布、化迫和通过模式计算得出的温室气体造成的气候强迫学成分等)以及下垫面的光学性质,而气溶胶的分相比,数值相近而符号相反。然而气溶胶引起的强迫布、物理化学性质及地表状况这些因子都有极大的在时间和空间上的高变率使之不可能对温室效应的时间空间变率,因此客观准确地给出气溶胶的化学增温进行简单的补偿。成分、粒子尺度谱分
