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大气气溶胶颗粒物的吸湿能力能够影响颗粒物对太阳辐射的散射和吸收效果,直接影响大气圈能量分布。大气气溶胶颗粒物还可以作为云凝结核参与到云的形成过程,通过改变云层的反射率和生命周期,进而影响气候变化。气溶胶与云的相互关系是目前气候预测最不确定的因素。尽管在过去20多年中,很多实验室模拟研究、模型计算、场地和卫星观察加深了对气溶胶与云相互作用的认识,但联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的最新评估报告指出这种最大不确定因素并没有降低。人为排放气溶胶对云形成及区域气候变化的影响究竟有多大有待深入了解和认识。本研究利用HTDMA观察新鲜排放的柴油车颗粒物在烟雾室经过老化后的吸湿特征,初步探讨人为排放气溶胶颗粒物经过老化后的吸湿特征。另一方面,本研究还在广州城区和广东韶关南岭背景站开展气溶胶颗粒物吸湿特征的外场观测。同时,利用地用逆流虚拟撞击器(GCVI),并结合单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)以及扫描电迁移颗粒分析仪(SMPS+C)分别分析了广州城区和背景站云雾滴残余物的化学成分、混合状态以及粒径分布特征。开展气溶胶与云之间相互作用的实地监测,为模型预测提供重要的参考价值,有利于减少气溶胶气候模型预测的不确定性。取得如下研究结果:1)柴油车排放颗粒物吸湿性初步研究:Foton柴油车排放颗粒物在烟雾室老化后的吸湿参数k高达0.42,接近无机盐硫酸盐的吸湿性。而JAC柴油车排放颗粒物在同等条件下,老化数小时后κ最大只有0.06。JAC柴油车排放颗粒物在怠速条件下,新鲜和老化后的K都低于0.02。在较高相对湿度(70%)条件下,JAC柴油车新鲜排放颗粒物的K在0.04-0.07之间,开灯老化3个小时后κ明显下降,其范围在0.02-0.04之间。向烟雾室通入S02开灯老化后,JAC柴油车排放颗粒物在开灯3个小时后K高达0.69。2)广州城区气溶胶颗粒物的吸湿特征:HTDMA的相对湿度(RH)设置85%,颗粒物中弱吸湿模态的颗粒比例在0.46-0.66之间,比例随粒径增大而减少。平均吸湿增长因子GF*在1.25-1.33, GF*随粒径增大而变大。颗粒物GF*最大值发生在早上9点,午后迅速下降。北方气团颗粒物的GF*(1.24-1.34)高于南方气团来源的颗粒物(GF*=1.25-1.31)。K-rich颗粒类型在GF*<1.4的颗粒上占比为0.77。OC颗粒类型的比例也随着颗粒物吸湿能力增强而减少。EC颗粒在GF*>1.4的颗粒上比例为0.51。硫酸盐的混合有利于颗粒吸湿能力的增强。3)南岭高山地区气溶胶颗粒物的吸湿特征:HTDMA的RH设置83%,四个粒径30nm、70nm、110nm和150nm弱吸湿模态的比例在30-35%之间。4个粒径颗粒物的GF*在1.28-1.30之间。30nm小粒径颗粒物吸湿特征受日变化、气团来源以及晴天和云事件等因素干扰较小。而其它三个粒径的颗粒物吸湿能力最强发生在午间(10:00-16:00),晚间(22:00-23:00)和早晨(04:00-05:00)吸湿较弱。南部气团来源的颗粒物吸湿能力(GF*=1.28-1.39)明显强于东部气团(GF*=1.22-1.34)。云间隙颗粒物的吸湿能力(GF* = 1.29-1.36)弱于晴天过程的颗粒物(GF* = 1.33-1.41)。4)广州雾滴残余物观测结果:结果发现雾滴残余物中最主要的颗粒类型是与硫酸盐形成内混的EC颗粒,占到雾滴残余物颗粒总数的67.7%。另外雾滴残余物还发现K-rich (19.2%)和mineral dust/metal (12.3%)颗粒。相比较雾后环境颗粒和雾间隙颗粒,雾滴残余物中硝酸盐、钾、铁以及硅酸盐的丰度增强,而硫酸盐丰度降低。尽管雾过程有利于间隙颗粒中三甲基胺(TMA)和羟基甲基磺酸盐(HMS)的形成,但在雾滴残余物中几乎没有检测到这两类物质。5)南岭站云滴残余物观测结果:(1)云滴残余物主要有九种颗粒类型:EC、K-rich、Amine、Dust、Pb、Fe、OC、Na-rich、Other。其中 EC 是云滴残余物中占比最大的颗粒类型(49.3%),其次为K-rich类型(33.9%)。云滴残余物的EC颗粒类型在北方气团影响下比例更高,可到达60%。在西南气团影响下,K-rich类型比例上升,达到52%,火点图显示可能是受到东南亚地区生物质燃烧的影响。云滴残余物Amine颗粒类型在北方气团影响下只有0.2%比例,而在西南气团影响下,比例上升到15.1%。Dust,Fe,Pb,Na-rich和OC颗粒类型对云滴残余物的贡献在0.5-4.1%之间。相比较无云的环境颗粒和云事件期间的间隙颗粒,硫酸盐在云滴残余物EC和OC类型上增强,而在Dust和Na-rich类型有所降低;(2)云过程:颗粒物的清除效率波动范围较大,在0.01-0.63之间。较低的清除效率主要受到北方干冷气团的影响。云过程中间阶段颗粒物的清除效率(0.28-0.63)明显高于云开始和结束过程(0.06-0.30)。小粒径30-50 nm颗粒物的清除效率(0.06-0.30)波动性高于大粒径 50-960 nm 颗粒物(0.03-0.50)。