沙尘气团影响下的新粒子形成及增长机制研究

批准号:
41675145
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
聂玮
依托单位:
学科分类:
D0502.气候与气候系统
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄昕、Roy Leon Mauldin III、徐政、齐西萌、谢郁宁、刘强、郑龙飞、徐正宁、施华
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中文摘要
新粒子形成对于区域空气污染和全球气候变化意义重大。申请人前期研究发现沙尘气团会促进新粒子形成事件的发生,但其内在机制尚不清楚。针对新粒子形成相关参数的全面连续观测,尤其是硫酸、超低挥发性有机物和 3 nm以下分子簇的观测是理解其内在机理的关键。本项目拟在前期青年项目的基础上,选择典型沙尘及扬尘季节(3-5月)继续在南京大学SORPES观测站针对新粒子形成相关间接前体物、直接前体物、颗粒物粒径全谱以及其它气体气溶胶参数进行三期强化观测。研究沙尘(或扬尘)气团影响下的新粒子形成及增长的特征。针对典型新粒子形成事件的前体物转化、分子簇凝聚及增长过程进行数值模拟,以野外观测和数值模拟的对比结果为指导,设计实验室控制试验,评估不同状态下的沙尘颗粒物对新粒子形成和增长关键过程的定量影响。本项目将有助于揭示我国高污染环境下新粒子形成和增长机制,为认识我国灰霾形成机制提供支撑。
英文摘要
Atmospheric new particle formation (NPF) plays important roles in regional air quality and global climate change. Our previous work found dust plumes can promote new particle formation and growth. But it’s inside mechanism was not clear. A continuous observation on NPF related parameters, especially sulfuric acid, extremely low volatility organic compounds (ELVOCs) and sub-3 nm clusters, is critical to understand these processes. On the basis of last NSFC project, we propose 3 3-month intensive campaigns at SORPES station during the dust seasons (March to May) from 2017 to 2019. Comprehensive NPF related parameters including the indirect precursors, direct precursors, particle size distributions from 1 nm to 20 µm and other gaseous and aerosol species will be measured with a set of state-of-the-art instruments (including CI-APi-TOF, AIS,PSM,DMPS, APS). Based on the measured values, the NPF events occurred in dust plumes will be analyzed. A photochemical box model (MCM) and new particle formation model (MALTE-BOX) will be used to simulate the key processes of the selected NPF events, which includes the transformation of sulfuric acid and ELVOCs, particle nucleation and growth. Based on the comparison between the measurements and simulation, some chamber work will be designed to evaluate the influence of dust particles on the key processes of NPF. This project will be helpful to understand the mechanism of NPF in heavy polluted environment from a more detailed perspective.
新粒子形成对于区域空气污染和全球气候变化意义重大。申请人在前期沙尘促进新粒子形成及增长研究的基础上,在南京大学地球系统区域过程综合观测试验基地针对新粒子形成相关参数开展了全面观测,尤其是硫酸、超低挥发性有机物和 3 nm以下分子簇,并结合流动管和烟雾箱的模拟,研究以长三角西部地区为代表的高污染地区的大气氧化能力、(超)低挥发性物质及其对新粒子形成及增长的贡献。.大气氧化能力是影响气溶胶二次生成的关键因素之一,项目以外场观测和实验室控制实验相结合的方法发现TiO2等大气颗粒物中的光敏组分可以通过非均相化学或者光化学过程可以促进大气HONO,Cl2等“新自由基”的生成,进而提高大气的氧化能力。(超)低挥发性物质是新粒子形成的直接前体物,却因其极低的浓度而难以有效测量,项目利用大气常压化学离子化飞行时间质谱在SORPES站点和北欧森林地区实现气态硫酸和(高)氧化态有机物准确测量,指出了NOx无论在洁净的森林地区(NOx浓度极低,小于1ppb)还是高污染的我国东部南京、上海等地区均可以在很大程度上参与VOCs氧化过程,并导致大量高氧化态有机硝酸酯的生成,从实际观测的角度指出NOx对HOMs及二次有机气溶胶的生成有重要影响。进一步将NOx对HOMs及新粒子形成的影响研究引入了欧洲最大烟雾箱观测计划CLOUD的第10和11期实验,系统研究了NOx对HOMs、新粒子生成及增长的影响机制,指出NOx对新粒子形成及增长的影响是非线性的。进一步通过在SORPES站点的气溶胶组分及其挥发性的系统分析,指出类腐殖酸(HULIS)是一类重要的超低挥发性物质。基于以上工作,项目成功发表SCI论文11篇,相关成果获得了较为广泛的关注,先后参加了多次国内外学术研讨会,培养了一批本科和研究生。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Source characterization of highly oxidized multifunctional compounds in a boreal forest environment using positive matrix factorization
使用正矩阵分解对北方森林环境中高度氧化的多功能化合物进行来源表征
DOI:10.5194/acp-16-12715-2016
发表时间:2016-10-12
期刊:ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS
影响因子:6.3
作者:Yan, Chao;Nie, Wei;Ehn, Mikael
通讯作者:Ehn, Mikael
Volatility of mixed atmospheric humic-like substances and ammonium sulfate particles
大气类腐殖质物质与硫酸铵颗粒混合的挥发性
DOI:10.5194/acp-17-3659-2017
发表时间:2016-10
期刊:Atmospheric Chemistry and Physics
影响因子:6.3
作者:Nie Wei;Hong Juan;Hame Silja A. K.;Ding Aijun;Li Yugen;Yan Chao;Hao Liqing;Mikkila Jyri;Zheng Longfei;Xie Yuning;Zhu Caijun;Xu Zheng;Chi Xuguang;Huang Xin;Zhou Yang;Lin Peng;Virtanen Annele;Worsnop Douglas R.;Kulmala Markku;Ehn Mikael;Yu Jianzhen;Kerminen
通讯作者:Kerminen
Significant production of ClNO2 and possible source of Cl-2 from N2O5 uptake at a suburban site in eastern China
中国东部郊区的 N2O5 吸收产生大量 ClNO2 和 Cl-2 的可能来源
DOI:10.5194/acp-20-6147-2020
发表时间:2020
期刊:Atmospheric Chemistry and Physics
影响因子:6.3
作者:Xia Men;Peng Xiang;Wang Weihao;Yu Chuan;Sun Peng;Li Yuanyuan;Liu Yuliang;Xu Zhengning;Wang Zhe;Xu Zheng;Nie Wei;Ding Aijun;Wang Tao
通讯作者:Wang Tao
Impact of air transport and secondary formation on haze pollution in the Yangtze River Delta: In situ online observations in Shanghai and Nanjing
航空运输和二次形成对长三角雾霾污染的影响:上海和南京的现场在线观测
DOI:10.1016/j.atmosenv.2020.117350
发表时间:2020
期刊:Atmospheric Environment
影响因子:5
作者:Peng Sun;Wei Nie;Tianyi Wang;Xuguang Chi;Xin Huang;Zheng Xu;Caijun Zhu;Lei Wang;Ximeng Qi;Qi Zhang;Aijun Ding
通讯作者:Aijun Ding
Evaluating the measurement interference of wet rotating-denuder-ion chromatography in measuring atmospheric HONO in a highly polluted area
湿式旋转脱气离子色谱法测量高污染地区大气HONO的测量干扰评价
DOI:10.5194/amt-12-6737-2019
发表时间:2019
期刊:Atmospheric Measurement Techniques
影响因子:3.8
作者:Xu Zheng;Liu Yuliang;Nie Wei;Sun Peng;Chi Xuguang;Ding Aijun
通讯作者:Ding Aijun
天然源与人为源相互作用对氧化态有机物及二次有机气溶胶生成的影响机制研究
- 批准号:42220104006
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:238万元
- 批准年份:2022
- 负责人:聂玮
- 依托单位:
高污染地区氧化态有机物国际研讨会
- 批准号:42181330076
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:10万元
- 批准年份:2021
- 负责人:聂玮
- 依托单位:
长三角西部地区氧化态有机物来源及其对二次有机气溶胶的贡献研究
- 批准号:42075101
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59万元
- 批准年份:2020
- 负责人:聂玮
- 依托单位:
长三角西部地区硫酸和高氧化态有机物对气溶胶新粒子形成和增长的贡献
- 批准号:41875175
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:聂玮
- 依托单位:
长三角地区气溶胶新粒子生成机制及离子诱导成核过程研究
- 批准号:41305123
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:聂玮
- 依托单位:
国内基金
海外基金
