天津城区大气气溶胶复折射指数的反演及消光贡献分析

作     者：张敏 崔振雷 韩素芹 蔡子颖 姚青 ZHANG Min;CUI Zhenlei;HAN Suqin;CAI Ziying;YAO Qing

作者机构：天津市环境气象中心天津300074 天津市气象科学研究所天津300074 天津市气象局天津300074 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2019年第32卷第9期

页      面：1483-1491页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：中国气象局预报员专项(No.CMAYBY2017-006) 国家自然科学基金项目(No.41771242) 天津市气象局课题(No.201805ybxm03) 

主　　题：复折射指数 大气气溶胶 Mie理论 消光 贡献率 

摘      要：气溶胶的复折射指数是直接影响其散射特性和吸收特性的基本物理量之一.为深入研究城市大气气溶胶的复折射指数特征,引入一种具有高时间分辨率优点的反演方法来反演气溶胶复折射指数.依据辐射传输理论,将天津大气边界层观测站观测到的高精度散射系数、吸收系数和数浓度谱分布数据利用查表法代入Mie理论气溶胶粒子群消光计算公式,对大气气溶胶复折射指数进行反演.结果表明:①天津城区2011年4月观测地点0.55μm波长处的气溶胶复折射指数实部平均值为1.64,虚部平均值为0.015.②气溶胶复折射指数实部和虚部均有明显日变化规律,实部和虚部均与相对湿度呈正相关,与风速呈负相关.③利用反演得到的复折射指数对不同粒径大气气溶胶的消光特性进行计算发现,对散射特性而言,0.25~1.00μm粒子对散射系数的贡献率达86%;对吸收特性而言,0.25~2.50μm粒子对吸收系数的贡献率为53%,2.50~32.00μm粒子对吸收系数的贡献率为47%.研究显示,0.25~1.00和1.00~32.00μm的粒子对吸收系数的贡献率均较高,但对散射系数而言,0.25~1.00μm的粒子贡献率较高,因此综合考虑气溶胶散射系数、吸收系数和消光系数,控制0.25~1.00μm的气溶胶粒子数浓度可有效改善大气能见度.