北京冬季气溶胶光学特征的垂直分布特性和棕色碳BrC的来源表征

　　气溶胶的散射和吸取可明显降低能见度并影响地气体系的能量平衡。尽管我国学者针对气溶胶光学特征开展了大量的研究，但是气溶胶辐射强迫的计算仍存在较大的不确定性，其中垂直方向上的光学特征观测缺乏以及棕色碳的吸光特性的不确定性是紧张的缘故原由之一。为此，中国科学院大气物理研究所大气边界层和大气化学国家重点实验室孙业乐课题组依托于北京325米气象塔，行使多种光学仪器（黑碳仪、腔衰减相位单散射反照率监测仪、光声消光仪等）和气溶胶质谱仪于260米与地面同步测量气溶胶光学特征和组分，同时行使吊舱体系获取了重污染期间地面至260米之间气溶胶光学特征的邃密垂直分布。

　　研究注解260米的散射和吸取系数平均比地面低26.5%和22.5%。散射和吸取系数垂直比值（260米/地面）的转变范围为0.1-1.5，说明气溶胶光学特征垂直差异转变特别很是显明。垂直比值在污染物消灭阶段一样平常比较小（图1），重要是因为260米更快的消灭速率导致，但单次散射反照率（SSA）的垂直差异很小，地面的SSA略大于260米。通过分析注解，气溶胶光学特征的垂直差异重要受气象条件、混合层高度、气溶胶氧化程度等因素的影响。研究也注解北京冬季黑碳外观的包覆物能够导致黑碳的吸取截面出现明显加强，且吸取增幅效应随污染程度的增长而增长，重要是受光化门生成的二次气溶胶影响所致（图2）。随着包覆物的增长，二次气溶胶的占比也渐渐增大（图2b）。我们还对北京冬季棕色碳的来源进行了定量研究，效果发现燃煤、二次有机气溶胶和生物质燃烧是北京冬季重要的棕色碳来源，分别贡献48 – 55%，20%和17%。

图1. 北京冬季一次污染过程中气溶胶光学特征和气象要素的垂直演变。

　　图2. (a) 不同颗粒物 (PM) 浓度下黑碳的吸取截面与黑碳外观包裹量 (MR = 黑碳包覆物/黑碳)的关系，(b)黑碳外观包裹归天学组分随MR的转变。

　　研究效果发表于Atmospheric Chemistry and Physics，得到了国家天然科学基金和国家重点基础研究计划等项目资助。

　　文章链接：https://www.atmos-chem-phys.net/19/165/2019/