昼夜不同氧化途径影响苯系物SOA吸湿参数差异的烟雾箱研究
批准号:
42177091
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
葛双双
依托单位:
学科分类:
环境大气科学
结题年份:
2025
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵普生、苏捷、王倩倩、廖志恒、马朋坤
中文摘要
二次有机气溶胶(SOA)在颗粒物中占比不断增加的趋势导致其对颗粒物吸湿性的影响愈加显著。SOA吸湿能力(即κSOA值)的参数化研究对于进一步了解其对大气辐射强迫、云凝结核活性的影响具有重要意义。目前对于苯系物SOA吸湿能力尚未有同时针对粒径、湿度以及老化程度的参数化系统研究,且对于SOA吸湿增长能力的微物理机制仍存在许多未知。本项目拟利用烟雾箱模拟系统和外场颗粒物吸湿性观测相结合的方式,通过多种吸湿性监测手段(HTDMA+加湿浊度计+配套仪器),研究典型苯系物SOA的吸湿特性,重点分析氧化机制和老化程度对SOA的κSOA值的影响。通过本研究有望厘清SOA昼夜吸湿能力存在差异的影响机制;利用烟雾箱模拟结果与环境颗粒物吸湿性的对比分析,对环境SOA的吸湿参数κE-SOA建立基于粒径、相对湿度以及老化等因子的参数化方程。本项目的实施可为提高环境模式模拟结果的准确性起到数据支撑作用。
英文摘要
More significant influences of secondary organic aerosol (SOA) on the hygroscopic characteristics of particulate matters have been occurred with the increasing proportion of SOA in PM2.5. Parameterized studies of SOA hygroscopicity (i.e. κSOA) are of great significance for further understanding its effects on atmospheric radiative forcing and cloud condensation nuclear activity, as well as improving the accuracy of model simulation. Up to now, there have been no systematic parameterized studies on the hygroscopicity of benzene SOA based on particle size, humidity and aging, and there are still many unknown microphysical mechanisms for the hygroscopic growth ability of SOA. This project intends to study the hygroscopicity of typical benzene SOA via various hygroscopic monitoring methods (HTDMA, humidified nephelometer system and supporting instruments) using chamber study and field research, and mainly focus on analyzing the influences of oxidation mechanisms and aging degree on κSOA value. This study is expected to further clarify the hygroscopicity of typical anthropogenic SOA; to understand the influences of different mechanisms in daytime and nighttime on hygroscopicity of SOA; to obtain κE-SOA based on particle size, relative humidity and aging. The implementation of this project would play a supporting role for the development of model simulation.
吸湿性是气溶胶的重要理化特性之一,吸湿性参数κ被广泛应用于气溶胶吸湿增长和云凝结核活化的研究中,κ值的准确性对于气溶胶的消光及辐射效应计算存在重要影响。本研究结合实验室模拟和外场观测分析,利用双水浴加湿浊度计等技术手段,针对气溶胶吸湿性参数κ的变化特征、季节变化、昼夜差异以及主要影响因素(气溶胶化学组份(包含水溶性无机离子(WSII)、二次有机气溶胶(SOA))、颗粒物粒径以及相对湿度(RH))和影响机制等开展了系统探究。研究结果表明:(1)环境气溶胶吸湿性具有显著的RH依赖性,未表现出明显粒径依赖性;若忽略RH依赖性,将在气溶胶消光计算中引入-10%~25%的误差;(2)北京地区PM2.5中SOA对κ值影响弱于WSII,其中NH₄⁺对PM2.5吸湿性贡献最大,其次为NO₃⁻和SO₄²⁻;(3)北京秋季PM2.5的κ值为0.17±0.07~0.26±0.07;夜间新排放气溶胶质量低吸湿性较弱且日间吸湿性无机物的生成与老化过程增强了气溶胶吸湿性,可能是导致κ呈现昼夜差异的主要原因;(4)κ在夏、秋两季(0.40、0.38)大幅高于冬、春两季(0.23、0.27),且各季节污染条件下PM2.5的κ值均高于清洁条件下;(5)通过系统研究,建立了κ-RH以及κ-SNA的多元线性回归参数化方程,完善了基于相对湿度和化学组份的气溶胶吸湿增长参量κ的计算方法。研究成果对于我们进一步全面认识气溶胶性质以及提升模式模拟准确性等方面可提供数据支撑,从而进一步了解气溶胶对大气能见度、辐射强迫、云凝结核活化率以及气候效应等方面的影响。
昼夜不同氧化途径影响苯系物SOA吸湿参数差异的烟雾箱研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:57万元
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批准年份:2021
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负责人:葛双双
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依托单位:
氨气及有机胺影响硫酸盐生成机制的烟雾箱研究
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批准号:41807355
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2018
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负责人:葛双双
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依托单位:
国内基金
海外基金