中国部分地区的春季气溶胶光学特性

为了研究不同地区的气溶胶光学特性,了解地区间气溶胶成分和来源的差异,建立了典型地区的气溶胶光学模式。基于POM02太阳辐射计测量的太阳直射辐射和散射辐射值,利用SKYRAD算法获得了青海德令哈、安徽合肥、广东茂名3个地区的春季气溶胶光学特性参数,包括谱分布、折射指数和单次散射反照率等。然后基于这些参数对气溶胶来源和分布特征进行分析,最后分析了浮尘天气对气溶胶光学参数的影响。结果表明德令哈地区大气清洁度较高,24%的光学厚度分布在0.2以下,气溶胶来源单一,以大粒子为主导;合肥地区有39%的波长指数分布在0.8~1.0之间,折射率实部随波长变化不明显,气溶胶来源复杂,以小粒子为主导;茂名地区54%的光学厚度集中在0.5左右,分布区间稳定;沙尘天气中,大粒子的增加是气溶胶光学厚度增大的主要原因。     

中国部分典型地区气溶胶光学特性观测

利用DTF型太阳光度计在我国几个典型城市地区较长期观测得到的资料,分析了不同地区气溶胶光学厚度日变化和季节变化特征,得到了各地区观测期间日均值、月均值和季节值的变化.结果显示,观测期间丽江地区气溶胶光学厚度最小,大气较洁净,大气中以细粒子为主;其次是张北;喀什和合肥地区气溶胶光学厚度都较大,但喀什、张北多以粗粒子为主,合肥多以细粒子为主.各地区都在春季气溶胶光学厚度较大,冬季最小.喀什的气溶胶光学厚度值多集中在0.15到0.7之间,张北多集中在0.08到0.4之间,合肥多集中在0.2到0.75之间,丽江多集中在0.01到0.1之间.各地区气溶胶光学厚度和(A)ngstr(o)m波长指数频率分布基本呈高斯分布,气溶胶光学厚度峰值分布由高到低依次为合肥、喀什、张北、丽江,(A)ngstr(o)m波长指数由高到低依次为丽江、合肥、张北、喀什.     

厦门地区气溶胶折射率的测量

针对气溶胶折射率在分析大气气溶胶光学特性中的重要性,提出了一种综合利用黑碳仪、浊度计和光学粒子计数器反演大气气溶胶折射率的新方法。该方法根据黑碳仪和浊度计测量的气溶胶吸收系数和散射系数以及光学粒子计数器测量的粒子谱分布,采用球形粒子的米（Mie）散射理论,通过分析吸收系数、散射系数、粒子谱分布和折射率之间的关系来反演大气气溶胶粒子的折射率,并可以同时反演折射率实部和虚部。与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率是合理的。最后,利用此方法分析了厦门地区的气溶胶折射率。     

厦门地区气溶胶折射率的测量研究

针对气溶胶折射率在分析大气气溶胶光学特性中的重要性,本文提出了一种综合利用黑碳仪、浊度计和光学粒子计数器反演大气气溶胶折射率的新方法。该方法根据黑碳仪和浊度计测量的气溶胶吸收系数和散射系数以及粒子计数器测量的粒子谱分布,采用球形粒子的米（Mie）散射理论,通过分析吸收系数、散射系数、粒子谱分布和折射率之间的关系来反演大气气溶胶粒子的折射率,该方法可以同时反演折射率实部和虚部。通过与其它独立的测量结果对比表明：该方法反演气溶胶折射率是合理的。最后利用此方法对厦门地区的气溶胶折射率进行了分析。     

激光雷达霸州地区气溶胶观测分析

文章选用位于霸州气象观测站的激光探测雷达观测数据,对数据进行校正和反演得到霸州地区上空的气溶胶光学厚度;选用整层大气数据对光学厚度夏季日变化的情况进行了分析;利用统计绘图法,根据波形变化对数据进行精细化分析,判断其为较大范围的雾霾,并利用能见度数据进行验证,找出污染发生的具体时间和高度,同时在分析随时间变化过程方面进行了一次尝试。     

江苏地区激光雷达网络在一次沙尘天气过程中的应用分析

文章利用淮安、泰州和太仓3地的气溶胶激光雷达、风廓线雷达及探空等综合观测资料,根据观测期间的气象特征和大气能见度与近地面PM10观测数据,从卫星观测结果、激光雷达组网以及沙尘传输路径三方面分析了江苏地区2017-04-17~2017-04-19的1次浮尘天气过程中气溶胶的垂直结构,为大气重污染成因研究提供立体观测数据,为重污染天气应对提供数据支撑。     

基于MODIS和太阳光度计对台湾地区气溶胶光学厚度的分析研究

目前,大气气溶胶光学厚度探测主要有卫星遥感和陆基探测两种手段,其中陆基太阳光度计探测气溶胶光学厚度是目前气溶胶遥感手段中最准确的方法,常用来验证卫星气溶胶光学厚度遥感的结果。而卫星遥感气溶胶光学厚度我们常选取MODIS气溶胶产品进行研究,MODIS气溶胶反演算法是美国NASA基于一定气溶胶模型建立的,但这种模型在我国的气溶胶反演中是否具有准确性,是需要进一步研究的。而对于研究区域的考虑,我们选取我国AERONET站点(全球气溶胶自动观测网)最密集的台湾地区进行研究,利用台湾地区四个AERONET站点的地基太阳光度计测得的气溶胶光学厚度和MODIS气溶胶产品的光学厚度进行对比、验证。主要通过:(1)对MODIS与光度计观测的气溶胶光学厚度分布规律进行对比分析;(2)对处理后的MODIS与光度计观测的气溶胶光学厚度结果进行线性回归分析。旨在通过分析了解两种探测手段的差异,为气溶胶相关研究提供一定的参考价值。     

高光谱辐射反演气溶胶光学厚度及质量控制技术研究

为揭示高光谱辐射反演气溶胶光学厚度并研究其质量控制技术,文章基于安徽合肥2021-06-05 T 08:00/2021-06-05 T 16:00晴天数据,采用实际缺测检查、理论范围检查、统计控制等质量控制方法开展了研究。结果表明：研究期间数据无缺测;在理论范围检查剔除的数量极少,并且剔除数据具有时间一致性;统计控制可以有效地将直接辐照度波动值剔除,使反演产品更为准确合理;质量控制后6个波段气溶胶光学厚度均呈现先上升到正午时刻达到最大值后再下降的相同趋势,并且气溶胶光学厚度随波长增大而减小。     

北京黑碳气溶胶变化特征及来源分析

为探究北京黑碳气溶胶的变化规律和污染来源,文章利用北京市观象台黑碳仪2018年的观测数据进行研究,并结合气象资料及环境资料进行分析。结果表明：北京市黑碳质量浓度呈现春、夏季低,秋、冬季高的变化特点,同时黑碳质量浓度的日变化明显,呈现夜间高、日间低的变化趋势。黑碳气溶胶来源主要为化石燃料的燃烧,受到的偏南方向污染的影响大于偏北方向,主要的潜在源区包括河北南部、山东西北部及北京南部。     

基于鲁棒马氏距离统计量的多源融合抗差估计方法

为了有效抵御复杂多变城市环境下的全球卫星导航系统(GNSS)信号干扰、增强多源融合定位可靠性,提出一种基于鲁 棒马氏距离的多源融合抗差估计方法。 该方法在分析观测值故障传播特点以及典型方差膨胀抗差估计模型基础上,基于相邻 新息序列构造鲁棒马氏距离检验统计量。 历史新息的引入能够提高系统观测冗余,同时不同观测量间的新息交互增强了异常 检验统计量的鲁棒性。 根据鲁棒马氏距离的统计特性,给出抗差关键门限取值规则并分别结合两种典型加权策略自适应调节 观测值噪声矩阵。 利用典型城市峡谷环境下惯性导航系统(INS) / GNSS / 激光雷达(LiDAR) / VINS 多源融合车载数据进行相关 实验,与现有方法相较,所提方法能够将三维均方根定位误差最低限制在 3. 37 m。 通过对比不同组显著性水平下的定位结果, 进一步说明所提方法在城市峡谷环境下定位的优越性。     

大气气溶胶碳组分测量误差与北京有机气溶胶特征研究

大气气溶胶碳组分存在形式多样,其化学和光学特征明显不同;因此基于不同的热和光行为的假设和分析步骤的碳组分分析方法导致碳组分测量结果的差异。本文基于文献调研与实验室分析介绍气溶胶碳组分分析仪器的基本性能指标,分析不同分析方法导致气溶胶碳组分的差异和成因。为了了解北京有机气溶胶特征,本文描述北京PM2.5中有机碳（OC）和元素碳（EC）变化特征并对北京秋、冬季PM,（大气中空气动力学直径≤1μm的颗粒物）中有机气溶胶进行了来源解析。结果表明,北京OC和EC在秋冬季呈现出较高的水平,采暖期OC浓度是非采暖期的1．2—1．8倍,EC浓度是非采暖期的1．1倍左右;秋季北京PM,中有机气溶胶（OA）主要来源于二次转化产生的氧化性有机气溶胶（OOA）,机动车排放的烃类有机气溶胶（HOA）和餐饮排放有机气溶胶（COA）;而冬季北京PM1中有机气溶胶主要来源于高度氧化的低挥发性的OOA,“新鲜”氧化的半挥发性的OOA,燃煤源有机气溶胶（CCOA）、烹饪源排放的COA和机动车排放的HOA。     

基于化学和同位素分析数据表征复合型大气铅污染过程

对2002年3月28日至4月8日期间在山东长岛采集的大气颗粒物样品进行综合的分析和表征,揭示2002年春季环渤海地区的大气污染过程。用国际原子能机构(IAEA)推荐的两级采样器同时采集细颗粒和粗颗粒样品,分别进行无机多元素、离子色谱和扫描电镜单颗粒分析;用石英滤膜采集细颗粒样品进行有机碳(OC)和元素碳(EC)分析。206Pb/207Pb丰度比标准偏差优于±0.3％。细颗粒样品中206Pb/207Pb丰度比为1.111～1.160;粗颗粒样品中206Pb/207Pb丰度比为1.114～1.164,粗、细颗粒物的铅含量变化范围均很大。着重探讨3月30日至4月1日的大气污染过程,测定表明铅含量高,206Pb/207Pb丰度比低,铅锌相关性强,有色冶金工业来源造成铅污染可能性大。离子物种和碳质组分的分析数据表明钾离子和有机碳同时出现峰值,提示一个细粒子主导的生物质燃烧污染事件;扫描电镜单颗粒分析3月30日至3月31日第三天细颗粒样品中K-S和Si-K-S颗粒较多检出,进一步佐证了具有生物质燃烧排放的显著特点。结果表明:在此期间同时发生了生物质燃烧和铅污染,两者存在内在的联系,是一次复合型的污染过程。反向风迹图和风场气象信息揭示了污染来源的可能方位。     

CALIPSO星载激光雷达系统在全球气溶胶探测中的应用

气溶胶对于地球候系统具有非常重要的作用,气溶胶变化是气候预测不确定性的主要依据,CALIPSO是第一个提供全球气溶胶观测的星载激光雷达系统。文章阐述了星载激光雷达系统CALIPSO的结构和理论基础;介绍了利用其搭载的偏振激光雷达CALIOP对全球范围内的气溶胶进行探测的原理,并利用实测的2013年1月全球气溶胶信息,对全球气溶胶及光学厚度分布进行分析。结果表明,在冬季非洲中部、中东、印度、中国大陆地区是探测到的气溶胶密集区,由于工业活动的影响,平均光学厚度甚至达到0.4~0.6。     

气溶胶对天空偏振辐射影响的测量

研究了气溶胶光学特性对天空偏振辐射的影响以获得实际的天空偏振分布模式.采用自主搭建的天空偏振辐射测量系统,于不同日期、同一地点在太阳子午面内进行了若干实验,分别测量了太阳高度角约为60°时,435～465 nm,535～565 nm,685～715 nm 3个波段光在散射角为90°时对应的偏振度和辐射强度.用大气压强、能见度等参数进行理论计算获得了气溶胶光学厚度.当气溶胶光学厚度在0.2～0.55间逐渐增大时,3个波段对应的最大偏振度分别从43％减小到22％、从41％减小到21％、从38％减小到19％,而对应的辐射量不断增大.实验结果表明:随着气溶胶光学厚度的增大,偏振度不断减小,尤其是对长波长,偏振度的衰减更明显,从而不利于偏振光导航.     

The effect of forward scattered light on the extinction of aerosols in a White type optical cell

Photons are traced through a simplified White type cell to determine the adjustment to compensate for detected forward scattered light in measuring aerosol optical depth. Verification is performed by comparing the optical depth determined from optical extinction with that calculated from the measured concentration of monodisperse polystyrene latex (PSL) spheres. As the adjustments derived for representative urban and marine aerosols are similar to or larger than those required for the PSL spheres, forward scattered light needs to be considered for real world conditions with our instrument. Although the described adjustment is specific to this instrument, it is shown that it may be significant for other detection geometries.     

DEVELOPMENT OF A BIOLOGICAL AEROSOL DETECTOR USING LASER-INDUCED FLUORESCENCE AND A PARTICLE COLLECTION SYSTEM

A real-time biological aerosol fluorescence detector was designed for monitoring aerosols in the atmosphere. The operating principles of the current biological aerosol monitoring system (BAMS) include the measurement of optically determined single particle properties, two fluorescence bands, and a scattering signal. Furthermore, the development of an algorithm to significantly increase the biological aerosol discrimination is described, which uses the results of the experimental evaluation of a number of aerosols in an evaluation chamber in the laboratory. The detector was applied to seasonal pollen, Asian dust, seawater environment, industrial zones, and residential areas in Korea. Applications of the device include all aspects of biological aerosol monitoring, including use as a biological agent trigger and as a hazardous environment monitor. The detectors were used in various laboratories as an ambient biological aerosol monitor and in various fields as a fast biological threat agent trigger in the 2010 G20 Seoul Summit and 2012 Nuclear Security Summit.     

An aerosol generator system for inhalation delivery of pharmacologic agents

Most commercially available aerosol generators widely used in medical applications produce aerosols characterized by a large mass median diameter in the 4-8 micron range and the particle size in the 0.1-10.0 microns range. The desirable size of therapeutic and diagnostic aerosols, however, is about 2-4 microns mass median diameter, and less than 2.0 geometric standard deviation; this size increases the reproducibility of inhalation tests and enhances drug efficacy. We combined the commercially available DeVilbiss Model 65 nebulizer with a dilution/mixing chamber developed in our laboratory. The characteristics of this aerosol generator system were examined over a range of operating conditions and concentrations of solutions of three bronchoconstrictive agents--histamine, carbachol, and methacholine. The aerosol generator system produced a polydispersed aerosol with a mass median diameter range of 1.7-2.4 microns and geometric standard deviation of 1.5. The reliable and reproducible operation of the aerosol generator system greatly increases the power of bronchial challenge tests with bronchoconstrictive drugs.     

AOD精炼高强度低合金钢工艺及应用

从AOD工作层砌筑与烘烤、电弧炉熔炼配合、AOD精炼操作过程控制及产品验证等方面进行阐述,证明用AOD与电弧炉双联精炼高强度低合金钢工艺切实可行.     

在线单粒子质谱研究进展

单粒子质谱(SPMS)能够在线测量气溶胶粒子的粒径和化学组成,在大气化学研究、环境污染监测等方面有广泛的应用前景。一般的在线单粒子质谱主要由进样系统,粒径测量系统和化学组分分析系统三部分组成。气溶胶粒子来源广泛,组成复杂,对于不同类型的气溶胶粒子需要采用不同的电离方式。用于研究气溶胶颗粒的单粒子质谱种类繁多,激光电离单粒子质谱和电子轰击电离单粒子质谱是最早出现也是目前发展较为成熟的两种仪器。近年来出现了一些采用软电离技术的新型单粒子质谱,能够对气溶胶的化学组分进行定量分析。随着科技的不断发展,提高仪器的性能以扩展仪器的应用范围,仪器的商品化将是单粒子质谱仪发展的主要趋势。