相对湿度和风速对海洋大气气溶胶粒子谱的影响

王菲菲; 李学彬; 郑显明; 张文忠; 罗涛; 朱文越; 成巍; 邓志武

doi:10.3788/IRLA201948.S117003

相对湿度和风速对海洋大气气溶胶粒子谱的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S117003

王菲菲^1,2,
李学彬^2, ,,
郑显明^2,3,
张文忠^2,3,
罗涛²,
朱文越²,
成巍⁴,
邓志武⁴

1.
安徽大学物理与材料科学学院,安徽合肥 230601;
2.
中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽合肥 230031;
3.
中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽合肥 230031;
4.
北京应用气象研究所,北京 100029

基金项目:

国家重点研发计划（2017YFC209801）;国家自然科学基金（41305019）

详细信息

作者简介:
王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn

通讯作者: 李学彬(1980-),男,副研究员,博士,主要从事大气气溶胶光学参数探测、海洋大气光学等方面的研究。Email:xbli@aiofm.am.cn

中图分类号: X831

Effect of relative humidity and wind speed on marine atmospheric aerosol particle size distribution

1.
School of Physics and Materials Science,Anhui University,Hefei 230601,China;
2.
Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;
3.
Science Island Branch of Graduate School,University of Science and Technology of China,Hefei 230031,China;
4.
Beijing Institute of Applied Meteorology,Beijing 100029,China

摘要: 利用2004年8月~2016年12月期间海上测量的气溶胶数据，研究了海洋大气气溶胶粒子数浓度和粒子谱受气象条件影响的变化规律。气溶胶数据所得地点为广东茂名近海、太平洋以及印度洋海域。数据内容包含两个部分：（1）利用光学粒子计数器（OPC）测得的大气气溶胶的粒子数；（2）由自动气象站等设备测得的大气温度、相对湿度、气压、风速等气象参数。分析了不同气象条件下的粒子谱变化特征，即利用理论模型模拟了不同相对湿度和不同风速条件下粒子谱的变化规律，并将该理论模拟值与与实际测量值进行对比。其结果表明：使用r(RH)/r=(1-RH)-1/3.9模型来模拟相对湿度对粒子谱的影响比较符合实际，使用lgN=aU+b模型来模拟风速对粒子谱的影响比较合理，这对于建立海洋大气气溶胶模式有着重要的指导意义。
- 海洋大气气溶胶 /
- 粒子谱 /
- 相对湿度 /
- 风速
Abstract: Based on aerosol data measured at sea from August 2004 to December 2016, the variation of aerosol particle number concentration and particle size distribution dependent on meteorological conditions was studied. Aerosol data were measured in the offshore sea of Maoming, Guangdong as well as the Pacific Ocean and the Indian Ocean. There were two parts included in the data:(1) the particle number of atmospheric aerosol measured by the Optical Particle Counter (OPC); (2) it was measured that atmospheric temperature, relative humidity, air pressure, wind speed and other meteorological parameters by Forain Weather System etc.. The variation of particle size distribution on different meteorological conditions was analyzed, i.e. the variation of particle size distribution was simulated under different relative humidity and wind speed following by the value of theoretical analog was compared with that of actual measured. The results show that, on the one hand, it is realistic to retrieve the influence of relative humidity on particle distribution by using the model of r(RH)/r=(1-RH)-1/3.9. On the other hand, it is reasonable to utilize the model of lgN=aU+b to retrieve the effect of the wind speed on particle size distribution. There is an important guiding significance for the establishment of ocean atmospheric aerosol model.
- marine atmospheric aerosol /
- particle size distribution /
- relative humidity /
- wind speed

[1]	Andreae M O, Rosenfeld D. Aerosol-cloud-precipitation interactions Part1. The nature and sources of cloud-active aerosols[J]. Earth-Science Reviews, 2008, 89(1-2):13-41.
[2]	Zhao Chunsheng, Zhang Daizhou, Qin Yu. Numerical simulation of aerosol formation and development in the oceanic atmospheric boundary layer[J]. Progress in Natural Science, 1998, 8(4):440-448. (in Chinese)赵春生, 张代洲, 秦瑜. 海洋大气边界层中大气气溶胶产生和发展的数值模拟[J]. 自然科学进展, 1998, 8(4):440-448.
[3]	Langmann B. New directions:organic matter contribution To marine aerosols and cloud condensation nuclei[J]. Atmospheric Environment, 2008, 42(33):7821-7822.
[4]	O'Dowd C D, Smith M H, Consterdine I E, et al. Marine aerosol, sea-salt, and the marine sulphur cycle:a short review[J]. Atmospheric Environment, 1997, 31(1):73-80.
[5]	Fitzgerald J W. Marine aerosols:A review[J]. Atmospheric Environment, 1991, 25(3-4):533-545.
[6]	Wang Jiacheng, Qiao Yanli, Yang Shizhi, et al. Study on the relation of ocean atmospheric aerosol optical model parameters[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(11):1101005. (in Chinese)王家成, 乔延利, 杨世植, 等. 海洋大气气溶胶光学模型参数的相关性研究[J]. 光学学报, 2011, 31(11):1101005.
[7]	Tan Kun, Hu Huanling. Correction of measured results of an optical particle counter[J]. Acta Optica Sinica, 1984, 4(1):55-60. (in Chinese)谭锟, 胡欢陵. 光学粒子计数器测量结果的订正[J]. 光学学报, 1984, 4(1):55-60.
[8]	Li Xuebin, Gao Yiqiao, Wei Heli, et al. Development of optical particle counter with double scattering angles[J].Optics and Precision Engineering, 2009, 17(7):1528-1534. (in Chinese)李学彬, 高亦桥, 魏合理, 等. 双散射角光学粒子计数器的研制[J]. 光学精密工程, 2009, 17(7):1528-1534.
[9]	Zhou Xiuji, Tao Shanchang, Yao Keya. Advanced Atmospheric Physics[M]. Beijing:Meteorological Press, 1990. (in Chinese)周秀骥, 陶善昌, 姚克亚. 高等大气物理学[M]. 北京:气象出版社, 1990.
[10]	Kong Yawen, Sheng Lifang, Liu Qian, et al. Impact of marine-atmospheric process on aerosol number size distribution in the Soucth China Sea[J]. Environmental Science, 2016, 37(7):2443-2452. (in Chinese)孔亚文, 盛立芳, 刘骞, 等. 海洋-大气过程对南海气溶胶数浓度谱分布的影响[J]. 环境科学, 2016, 37(7):2443-2452.
[11]	Gras J L, Ayers G P. Marine aerosol at southern mid-latitudes[J]. Journal of Geophysical Research Oceans, 1983, 88(C15):10661-10666.
[12]	O'Dowd C D, Smith M H. Physicochemical properties of aerosols over the Northeast Atlantic:Evidence for wind-speed-related submicron sea-salt aerosol production[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 1993, 98(D1):1137-1149.

[1]	王元祖, 孙东松, 韩於利, 郑俊, 赵一鸣. 大气模式对气溶胶光学参量反演及分类的影响研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220262-1-20220262-13. doi: 10.3788/IRLA20220262
[2]	顾有林, 张熙, 胡以华, 孟凡昊, 陈国龙, 丁婉莹, 何海浩. 气溶胶粒子凝聚模型研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(6): 20230243-1-20230243-19. doi: 10.3788/IRLA20230243
[3]	张学海, 魏合理, 段金龙, 李卫东, 邹曙光, 戴聪明. 灰霾期间硫酸盐包裹沙尘气溶胶粒子的光学特性研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210052-1-20210052-9. doi: 10.3788/IRLA20210052
[4]	陈壮, 田博宇, 缪麟, 孙年春, 张彬. 环境相对湿度对光学镜面散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20210041-1-20210041-7. doi: 10.3788/IRLA20210041
[5]	蒋杉, 孙东松, 韩於利, 韩飞, 周安然, 郑俊, 唐磊. 连续相干探测激光风速仪设计与测试 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1203008-1203008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1203008
[6]	滕曼, 庄鹏, 张站业, 李路, 姚雅伟. 大气气溶胶污染监测中应用的新型全天时户外型拉曼-米散射激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 706001-0706001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0706001
[7]	张学海, 戴聪明, 张鑫, 魏合理, 朱希娟, 马静. 相对湿度和粒子形态对海盐气溶胶粒子散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 809002-0809002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0809002
[8]	耿蒙, 李学彬, 秦武斌, 刘泽阳, 鲁先洋, 戴聪明, 苗锡奎, 翁宁泉. 典型地区大气气溶胶谱分布和复折射率特征研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 311001-0311001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0311001
[9]	崔生成, 朱文越, 李学彬, 罗涛, 张梓晗, 张文忠, 韩露, 陆文强. 0.4~14 μm中国海域海表反照率时空分布特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1212001-1212001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1212001
[10]	尹凯欣, 王海涛, 范承玉. 黑碳-氯化钠内混合气溶胶粒子有效吸收研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 411002-0411002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0411002
[11]	杨玉峰, 秦建华, 李挺, 姚柳. 沙尘气溶胶粒子数量浓度计算及激光传输特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 29-35. doi: 10.3788/IRLA201746.S106006
[12]	张学海, 戴聪明, 武鹏飞, 崔生成, 黄宏华, 刘铮, 毛宏霞, 苗锡奎, 魏合理. 折射率和粒子尺度对大气气溶胶光散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211001-1211001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1211001
[13]	鲁先洋, 李学彬, 秦武斌, 朱文越, 徐青山. 海洋大气气溶胶粒子谱分布及其消光特征分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211002-1211002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1211002
[14]	李乐, 胡以华, 王枭, 顾有林, 赵义正, 于磊. 生物消光材料的扩散特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 621001-0621001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0621001
[15]	徐梦春, 徐青山. 气溶胶粒子特性和垂直分布对辐射的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 211002-0211002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0211002
[16]	胡帅, 高太长, 李浩, 刘磊, 陈锦源, 李云. 基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 17-26.
[17]	刘强, 王贵师, 刘锟, 陈卫东, 朱文越, 黄印博, 高晓明. 基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3010-3014.
[18]	邵士勇, 梅海平, 黄印博, 饶瑞中. 大气气溶胶等效吸收的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1057-1061.
[19]	邹前进, 陈前荣, 王敏, 袁圣付. 连续波DF激光器光腔温度和相对粒子数范围估算 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3320-3324.
[20]	黄朝军, 吴振森, 刘亚锋. 1.06 μm激光气溶胶凝聚粒子散射特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2353-2357.

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相对湿度和风速对海洋大气气溶胶粒子谱的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S117003

作者简介:
王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn

通讯作者: 李学彬(1980-),男,副研究员,博士,主要从事大气气溶胶光学参数探测、海洋大气光学等方面的研究。Email:xbli@aiofm.am.cn

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doi: 10.3788/IRLA201948.S117003

作者简介:
王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn

通讯作者: 李学彬(1980-),男,副研究员,博士,主要从事大气气溶胶光学参数探测、海洋大气光学等方面的研究。Email:xbli@aiofm.am.cn

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doi: 10.3788/IRLA201948.S117003

作者简介: 王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn

通讯作者: 李学彬(1980-),男,副研究员,博士,主要从事大气气溶胶光学参数探测、海洋大气光学等方面的研究。Email:xbli@aiofm.am.cn

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相对湿度和风速对海洋大气气溶胶粒子谱的影响

doi: 10.3788/IRLA201948.S117003

作者简介: 王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn

通讯作者: 李学彬(1980-),男,副研究员,博士,主要从事大气气溶胶光学参数探测、海洋大气光学等方面的研究。Email:xbli@aiofm.am.cn

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作者简介:
王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn

作者简介:
王菲菲(1994-),女,硕士生,主要从事大气探测方面的研究。Emial:wang0727@mail.ustc.edu.cn