青島海岸、黃渤海及西北太平洋云凝結(jié)核濃度、來源與活性研究.pdf

1、大氣氣溶膠通過直接或間接的方式影響大氣物質(zhì)循環(huán)與氣候，氣溶膠即凝結(jié)核(CN)所活化成的云凝結(jié)核(CCN)對(duì)云過程和降水過程起到關(guān)鍵作用，氣溶膠-云-降水之間的相互作用是引起評(píng)估氣候變化極大不確定性的重要原因。隨著中國(guó)內(nèi)陸城市化進(jìn)程的加快，城市人為排放的氣溶膠不僅能夠直接或間接影響區(qū)域氣候，并且在大尺度上，研究表明其作為亞洲氣溶膠的流出還能夠?qū)χ袊?guó)北部海岸-黃渤海-西北太平洋這一區(qū)域的氣候造成不同程度的影響。目前，在這一區(qū)域上對(duì)于云凝結(jié)核

2、的研究空白限制了我們對(duì)氣溶膠-云-降水之間關(guān)系的理解以及氣溶膠間接氣候效應(yīng)的估測(cè)。本文通過對(duì)青島海岸-黃渤海-西北太平洋這一亞洲氣溶膠流出帶的云凝結(jié)核進(jìn)行研究，去探求不同超飽和度(SS)下，從大陸到大洋云凝結(jié)核的濃度變化，不同來源以及氣溶膠的活化能力(AR)差異。
　　2014年3月22日-4月18日的西北太平洋觀測(cè)中，平均Nccn為(0.70±0.38)×103cm-3-(1.13±0.71)×103 cm-3(0.2％-0.4

3、％SS)，平均AR為(0.29±0.11)-(0.46±0.20)(0.2％-0.4％SS)。Nccn和AR都隨航行的不同海域而發(fā)生顯著的變化。在遠(yuǎn)離日本海岸1000 km以外的第一階段海域，(3月22日-3月27日，28°N～30°N，143°E～150°E)，Nccn處于兩太觀測(cè)的低值，CCN主要來源于陸源氣溶膠在混合層上空的沉降傳輸和海鹽氣溶膠。AR處于西太觀測(cè)的低值，這與該海域氣溶膠以愛根模態(tài)為主的粒徑分布有關(guān)。在距離日本海岸4

4、00 km的第三階段海域，(4月8日-4月12日，33°N～37°N，145°E～148°E)，Nccn達(dá)到西太觀測(cè)的峰值，CCN主要來源于陸源氣溶膠在混合層內(nèi)部與上空的混合傳輸、一次生物源氣溶膠和海鹽氣溶膠。AR處于西太觀測(cè)的峰值，這與該海域氣溶膠以積聚模態(tài)為主的粒徑分布有關(guān)。
　　2014年4月29日-5月19日的黃渤海觀測(cè)中，平均Nccn為(2.52±1.04)×103 cm-3-(5.31±2.29)×103 cm-3(0

5、.2％-0.4％SS)，是西太平均Nccn的3.6-4.7倍。黃渤海CCN來源主要是中國(guó)北部污染嚴(yán)重的城市群排放的人為源氣溶膠，而當(dāng)?shù)厣镌磁欧诺呢暙I(xiàn)可以忽略。黃渤海平均AR為(0.27±0.11)-(0.53±0.17)(0.2％-0.4％SS)。在0.4％SS下，AR大于西太均值，表明近海積聚模態(tài)的單峰分布對(duì)氣溶膠活化能力的決定作用，其中，黃海AR大于渤海，并且近海AR大于海岸，表明在粒徑分布一致的情況下，陸源顆粒物在海洋大氣中長(zhǎng)時(shí)

6、間的老化提升了海洋氣溶膠的活化能力。
　　通過在青島郊區(qū)采暖期（2013年5月19日-6月3日）和非采暖期(2013年11月6日-12月6日)的觀測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)非采暖期平均Nccn為3.1±1.9，4.9±3.4，5.6±3.9，6.1±4.3和6.5±4.6×103 cm3(0.2％-1.0％SS)，對(duì)應(yīng)氣溶膠活化效率分別為0.28±0.17，0.43±0.24，0.48±0.26，0.52±0.27和0.54±0.28。而在采暖

7、期，平均Nccn為3.1±1.3，6.4±2.3，8.5±2.9，9.6±3.5和10±3.9×103 cm-3(0.2％-1.0％SS)，對(duì)應(yīng)氣溶膠活化效率分別為0.11±0.06，0.24±0.11，0.31±0.14，0.35±0.15和0.37±0.15。當(dāng)SS≥0.4％，采暖期Nccn明顯大于非采暖期Nccn，這是因?yàn)椴膳陬w粒物數(shù)濃度更大。但是，在不同SS，采暖期CCN活性明顯低于非采暖期。我們進(jìn)而根據(jù)氣溶膠的來源，中值粒徑