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Nitrogenous and carbonaceous aerosols in PM_(2.5) and TSP during pre-monsoon:Characteristics and sources in the highly polluted mountain valley

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Journal of Environmental Sciences 2022年第5期34卷 10-24页

作者： Hemraj Bhattarai Lekhendra Tripathee Shichang Kang Pengfei Chen Chhatra Mani Sharma kirpa ram Junming Guo Maheswar Rupakheti Earth System Science Programme and Graduate Division of Earth and Atmospheric Sciences The Chinese University of Hong KongHong KongChina State Key Laboratory of Cryospheric Science Northwest Institute of Eco-environment and ResourcesChinese Academy of Sciences(CAS)Lanzhou 730000China Key Laboratory of Tibetan Environment Changes and Land Surface Processes Institute of Tibetan Plateau ResearchCASBeijing 100101China CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences Beijing 100085China Himalayan Environment Research Institute(HERI) Kathmandu 44602Nepal Central Department of Environmental Sciences Tribhuvan UniversityKathmandu 44613Nepal Institute of Environment and Sustainable Development Banaras Hindu UniversityVaranasi 221005India Institute for Advanced Sustainability Studies Potsdam 14467Germany

This study reports for the first time a comprehensive analysis of nitrogenous and carbona-ceous aerosols in simultaneously collected PM_(2.5) and TSP during pre-monsoon(March-May 2018)from a highly polluted urban Kathmandu Valley(KV)of the Himalayan foothills.The mean mass concentration of PM_(2.5)(129.8 μg/m^(3))was only-25%of TSP mass(558.7 μg/m^(3))indicating the dominance of coarser mode aerosols.However,the mean concentration as well as fractional contributions of water-soluble total nitrogen(WSTN)and carbonaceous species reveal their predominance in find-mode aerosols.The mean mass concentration of WSTN was 17.43±4.70 μg/m^(3)(14%)in PM_(2.5) and 24.64±8.07 μg/m^(3)(5%)in TSP.Moreover,the fractional contribution of total carbonaceous aerosols(TCA)is much higher in PM_(2.5)(~34%)than that in TSP(~20%).The relatively low OC/EC ratio in PM_(2.5)(3.03±1.47)and TSP(4.64±1.73)suggests fossil fuel combustion as the major sources of carbonaceous aerosols with contributions from secondary organic aerosols.Five-day air mass back trajectories sim-ulated with the HYSPLIT model,together with MODIS fire counts indicate the influence of local emissions as well as transported pollutants from the Indo-Gangetic Plain region to the south of the Himalayan foothills.Principal component analysis(PCA)also suggests a mixed contribution from other local anthropogenic,biomass burning,and crustal sources.Our re-sults highlight that it is necessary to control local emissions as well as regional transport while designing mitigation measures to reduce the KV's air pollution.

关键词： Nitrogenous aerosol Carbonaceous aerosols Major ions Particulate pollution Kathmandu Valley(KV)

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棕碳气溶胶光学特性在全球气候模式中的模拟与个例验证

棕碳气溶胶光学特性在全球气候模式中的模拟与个例验证

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第34届中国气象学会年会

作者：徐露露彭怡然 kirpa ram 清华大学地球系统科学系 Banaras Hindu University

棕碳是有机碳气溶胶中的吸收性成分,其来源主要是生物质燃烧。棕碳气溶胶对短波幅射的吸收具有光谱依赖性,在可见光及紫外波段有较强吸收性（Laskin et al.2015）。根据地面观测与模式研究,棕碳气溶胶的吸收效应在区域范围内（如北美、... 详细信息

棕碳是有机碳气溶胶中的吸收性成分,其来源主要是生物质燃烧。棕碳气溶胶对短波幅射的吸收具有光谱依赖性,在可见光及紫外波段有较强吸收性（Laskin et al.2015）。根据地面观测与模式研究,棕碳气溶胶的吸收效应在区域范围内（如北美、东亚）约占碳类气溶胶增暖效应的10-20%,在全球范围内约占20-70%。棕碳气溶胶的吸收效应在多数气候模式中尚未加以考虑,主要由于其来源多样性导致光学特性差异较大,且棕碳气溶胶的含量具有很大不确定性（Saleh et al.2014）。本研究以气候模式CAM4（第四代通用大气模式）中的气溶胶辐射特性计算模块为基础,考虑黑碳、硫酸盐与包含棕碳成分的有机气溶胶内混合的核壳模型,加入棕碳气溶胶光学特性的模拟。根据印度恒河平原Kanpur地区两年间观测的气溶胶离子浓度与吸收消光系数,进行闭合实验与一系列敏感性实验。模式模拟的气溶胶总吸收消光系数（Babs）与观测符合较好,月平均数据的相对误差小于20%。敏感性实验结果揭示,碳类气溶胶老化过程对光学特性的影响以及气溶胶混合方式的差异,对模拟结果造成的偏差可高达40%。棕碳气溶胶光学特性参数（复折射率虚部）的差异在近紫外波段造成的偏差较大。在Kanpur地区生物质燃烧排放较强的冬季,加入棕碳气溶胶后模拟所得的单散射反照率（SSA）以及吸收Angstrom指数（AAE）均与AERONET地面站点观测数据有较好符合。

关键词：棕碳气溶胶全球气候模拟气溶胶直接效应

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