新粒子形成事件中有机物作用的观测研究

大气气溶胶对大气辐射平衡、空气质量、人类健康、大气化学、云的性质、水循环和气候变化等有显著影响，具有局地、区域和全球效应，细颗粒物的贡献较大。新粒子形成事件是大气中细颗粒物的重要来源，在不同地域均有发生。开展新粒子形成事件中有机物作用的研究，对于了解有机气溶胶的来源、形成机制、气溶胶-云相互作用等具有重要意义。因此，本项目拟利用气溶胶质谱和双电迁移性粒径分析仪在华北地区背景区域进行观测，获得不同季节细颗粒物的化学成分谱分布、数浓度谱分布等多种参数的观测资料，分析细颗粒物中化学成分和数浓度的谱分布特征及演变特征，确定新粒子形成事件发生的情况，重点分析典型新粒子形成事件发生时不同化学成分在新粒子增长过程中的作用，特别是有机物的作用，比较两个不同背景地区气溶胶相关特性的异同，为大气化学传输模式中SOA模块的发展，区域和全球气候模式中气溶胶数谱分布的参数化方案，气溶胶-云相互作用的研究提供科学基础

本项目利用气溶胶质谱仪和电迁移粒径分析仪在华北地区背景区域进行观测，通过对北京城区、上甸子区域大气本底站、泰山气象站、临安区域大气本底站气溶胶数谱、亚微米气溶胶化学成分观测资料的分析，获得了一些研究结果：（1）这些站点气溶胶数浓度水平总体偏高，平均在10000 cm-3以上。气溶胶数谱分布有明显的季节变化和日变化，主要是受光化学反应、边界层变化、长距离输送和气象条件等因素共同影响。高山站点表现为白天高，夜晚低，与其他站点相反。新粒子形成事件(NPF)发生频率约为30-40%，春季发生频率最高（可高达70%），具有很强的区域特征，对气溶胶质量浓度、散射系数以及CCN的均有显著影响，是大气二次气溶胶的主要来源之一。与西方国家的观测相比，这些地区NPF发生时具有高浓度的蒸汽来源和高浓度的凝结汇。（2）北京城区PM1中化学成分的具有明显的季节变化特征, PM1质量浓度夏季高，秋季低。有机物在四季中对PM1的贡献高于其他成分，在冬季尤为突出。在粒径小于200 nm的颗粒中有机物占60 %以上。泰山PM1质量浓度和各种化学成分均表现为夏季高，秋季低，夏季硫酸盐高于有机物，冬季反之。NPF发生日有机物在PM1质量浓度中占主导，而观测点受云影响时，硫酸盐在PM1质量浓度中占主导。.项目执行期间，已发表（含接收）论文7篇，其中SCI收录论文6篇。毕业博士、硕士研究生各1名，在读博士1名，在读硕士2名。通过本项目的实施，课题组成员在野外观测，资料分析等方面能力得到了提升，也对气溶胶的数谱分布和细颗粒物化学成分的演化、新粒子形成事件的特征，以及不同区域的差异有了更进一步的认识。获得了大量的基础数据，是国内少有的高时间分辨率的气溶胶理化特征的观测资料，这对气溶胶气候环境效应的评估、化学天气数值预报模式有关的参数方案的制定和模式结果验证、气溶胶-云相互作用的研究等至关重要。.