安光所光譜技術研究大氣氣溶膠光學特性取得新進展

　　安光所張為俊研究員課題組在大氣氣溶膠光學特性研究方面取得新進展，相關研究工作以“Optical properties of atmospheric fine particles near Beijing during the HOPE-J3A campaign”為題目發表于歐洲地球科學協會（EGU）出版的Atmospheric Chemistry and Physics雜志上（Atmos. Chem. Phys., 16, 6421-6439, 2016）。

　　課題組趙衛雄副研究員、博士生徐學哲等人通過對2014年冬季北京地區大氣細粒子（PM1.0）光學特性的外場觀測研究發現，在灰霾形成、發展和消失過程中，氣溶膠光學特性存在明顯的變化特征。有機氣溶膠對大氣消光的貢獻最大（52%），當污染程度增加時，無機物（尤其是硝酸鹽）對大氣消光的貢獻增加。盡管黑碳質量濃度僅占PM1.0的4%，但由于其吸收較強，且在經歷大氣老化過程后，吸收進一步增強，對大氣細粒子消光的貢獻高達17%。黑碳氣溶膠的等效質量吸收效率（MAE）與OC/EC之比的高度相關性表明，在470nm波長處，二次有機氣溶膠對PM1.0吸收的貢獻不可忽略。

　　本研究中使用的光學特性測量儀器為課題組自主研發的“氣溶膠單次散射反照率光譜儀”（中科院科研裝備研制項目資助）。該裝置首次將寬帶腔增強吸收光譜技術與積分球相結合，能夠原位、同步測量氣溶膠的散射和消光系數，進而獲得氣溶膠的吸收系數和單次散射反照率；結合粒譜分布的測量，可快速獲得氣溶膠的復折射率。它利用寬帶腔增強吸收光譜測量消光系數，可以有效排除氣體背景吸收的干擾；并且利用積分球收集散射光，前后向散射截止角減小到1.2o，趨于理想的濁度計，提高了散射系數測量的準確性。儀器相關工作發表于Anal. Chem.,（ 85, 2260–2268, 2013）和Atmos. Meas. Tech.,（ 7, 2551–2566, 2014）上。

　　該研究工作受國家自然科學基金重點項目，安徽省杰出青年科學基金，中國科學院重點部署項目，以及公益性行業（氣象）科研專項項目資助。（林曉曉）

圖1：一次灰霾事件過程中氣溶膠光學特性及粒譜分布的變化