大气气溶胶粒径分布特征与气象条件的相关性分析

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1、第25卷第1期气象与环境学报V01．25NO．12009年2月JOURNALOFMETEOROLOGYANDENVIRONⅣ匝NTFebruary2009大气气溶胶粒径分布特征与气象条件的相关性分析‘‘’’’’。林俊刘卫李燕包良满李玉兰王广华吴伟伟(1．中国科学院上海应用物理研究所，上海201800；2．重庆邮电大学，重庆400065)摘要：通过探讨温度、相对湿度和风速等气象因素与不同粒径大气气溶胶粒子数浓度和质量浓度的相关性，分析气象条件对大气气溶胶的影响和作用机制。结果表明：气象因素对0．2．

2、一0．6斗m的气溶胶影响最大。温度升高既有利于增强大气扩散作用也有利于二次气溶胶的生成，因此温度与超细气溶胶(小于0．1“m)呈正相关，而与粒径较大的气溶胶呈负相关。风速主要影响气溶胶的水平扩散，对超细气溶胶无显著影响，而与粗粒径气溶胶呈负相关。相对湿度会促进超细气溶胶的聚积，使之生成较大粒径气溶胶。因此相对湿度与超细气溶胶呈较强的负相关，而与较粗粒径气溶胶呈正相关。关键词：大气气溶胶；粒径分布；气象条件；相关性中图分类号：X513文献标识码：A文章编号：1673—503X(2009)ol一000

3、1—05集(DavisInstrumentsCorp．，USA)。1引言2．2ELPI采样器大气环境质量不但与污染源有关，气象条件也ELPI是DEKATI公司生产的气溶胶采样仪。¨。0。。。对大气环境污染和人体健康有重要的影响。它不但可以对气溶胶按粒径大小进行分级采样(切当污染源相对稳定时，气象条件是影响大气污染的—9割粒径为0．0287．950m12级)斗，分为，而且可¨j重要因素，不利的气象条件则会加重大气污染程以实时记录气溶胶粒子数浓度和质量浓度的粒径分r8一度。温度、相对湿度、风速、风向和

4、降水等气象条布(时间分辨率为1—2S)。它的基本结构和工作原件对大气环境污染的影响主要体现在对污染物的扩理见图1。散、输运、积聚和冲刷作用。因而许多研究者利用气象条件变化特征对大气污染进行预警。清沽空气冲洗大气气溶胶污染是大气污染的重要形式之一，■llI呸口．．_●●●L，U一它同样也受气象因素的影响。我国研究者朱能文、4压、离亍虬一尹振东、梅鹏蔚等对温度、相对湿度和风级等因素与蒸静PM。。的相关性进行了研究，发现不同气象因素与大瓣p’71引]百互绝缘一里气颗粒物浓度具有不同的相关性。而且的冲击扳

5、0toJ¨川篮Smirnov和Despiau等还发现，即使在相同的气嘤象条件下，不同粒径大气气溶胶受到的影响也存在表}部计算机数据记录控制差异。本文将研究不同粒径大气气溶胶的粒子数浓蝴塑用户界面度和质量浓度与各气象因素的相关性真空泵■◆气体出口，讨论气象因素对大气气溶胶浓度和粒径分布的影响。图1ELPI的结构和工作原理2资料与方法ELPI后一Corona荷电气溶胶进入，首先经过个2．1采样条件器使气溶胶带上电荷。随后，带电气溶胶被引入串采样点位于上海市嘉定区中国科学院上海应用级冲击器，利用空气动力

6、学原理将不同粒径气溶胶。’。’收集在冲击板上3124N12117E)。通过静电计测量每级感应的电物理研究所内(，，实验数据采集412—13日ELPIElectrical流，经计算得到不同粒径气溶胶的粒子数浓度和质于2008年月。采用(LowPressureImpactor，DEKATI公司)记录大气气溶量浓度。由于静电计十分灵敏，因此ELPI可以非常胶粒子数浓度和质量浓度。温度、相对湿度、气压、灵敏地测量到气溶胶浓度的瞬时变化，具有较快的㈦风向和风速等气象数据由DavisPro小型气象站采时间响应

7、。2008—09—052008—12一12收稿日期：；修订日期：。KJCX3一SYW—N3)10775174)和中国科学院上基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目(、国家自然科学基金项目(海应用物理研究所领域前沿项目(90070301)共同资助。E-mail：linl978@gmail1978年生j．tom。作者简介：林俊，男，，博士，主要从事大气气溶胶污染研究，2气象与环境学报第25卷由于风向与所处的地理位置和气候特征相关3结果分析，O，505加博mm巧加∞¨mm”加¨引联，某些特定的风向

8、往往会导致污染物浓度升高。3’．1风向风速条件上海地区空气污染物浓度受地面风向的影响显著，图2为2008年4月12—13Et的风向频率及风¨引偏西风往往伴随大气污染物浓度升高。2d的实速分布统计4月12日风NE~NNE。向以为主，风验过程中以N—NE风向为主1413日，风速较小，气象条件速主要分布在．5q．5m／s。月风向以№姬—N为主0—相对稳定。因此实验期间受外来污染影响较小。．0，风速相对较小，主要变化在2．0m／s。3．2气象因素对气溶胶浓度的影响302520零s≤褂旃舔辩