大气气溶胶在水汽过饱和环境中的核化活性研究

大气气溶胶在水汽过饱和环境中常活化成为云凝结核CCN，对云物理过程及间接辐射强迫产生重要影响，气溶胶的CCN活性及其影响因子目前尚不被完全了解。本项目利用连续的在线观测数据，研究大气气溶胶的数浓度、粒子大小、化学组成等对粒子CCN活化的作用机制，对比分析气溶胶特性的相对影响贡献。利用气溶胶化学元素和可溶性离子组成、痕量气体等的高时间分辨观测资料，分析气溶胶化学组成对粒子CCN活性的影响，详细研究颗粒表面非均相化学反应过程在气溶胶特性、CCN活性变化中的作用，并评估影响的时间尺度和量度。实验模拟气溶胶在不同过饱和环境中的粒子核化过程，分析混合气溶胶的CCN活性及临界过饱和度。研究结果将加深了解我国大气背景下气溶胶影响云微物理特性的作用机制，有助于改进传统Kohler方程和发展更适用的参数化方案。

课题组认真执行了项目计划的各项任务，详细研究大气气溶胶在水汽过饱和环境中的云凝结核CCN核化活性及其控制因素，到2013年底顺利完成所有研究内容，基本上达到预期的科研目标。课题组积累了大量有关气溶胶和云凝结核CCN的在线观测资料，分析大气气溶胶在不同水汽过饱和度下CCN浓度及活性，对比总结数浓度、大小、化学组分等对粒子CCN活性的影响，重点关注了典型城市近地面大气环境中大气物理化学过程导致气溶胶微观特性变化及其对粒子CCN活性的影响机制。研究发现：气溶胶成为CCN有尺寸选择性的，颗粒大小对CCN活性至关重要；化学组成对气溶胶CCN活性影响很大，可降低活化门槛-临界激活粒径，水溶成分增加会提高活化率；大气理化过程对颗粒变性及CCN活性改变非常重要，特别是二次气溶胶形成、内混合（表面吸附和化学反应）；大尺度因素通过影响气溶胶，进而对气溶胶CCN活性也有一定程度影响。目前有关城市环境中CCN及大气污染对CCN活性影响的研究在我国为数不多，未来需要加强研究大气理化过程对颗粒物CCN活性影响的机制，加强实验室模拟研究，重点关注二次有机气溶胶。此项目的顺利完成，为后期此领域相关研究内容的开展和深入奠定了较好的基础。课题组已经发表科技论文15篇，其中13篇被SCI/EI收录，多篇出版在地学或环境类著名刊物上，培养硕博士研究生4人。承担人因为近几年的科研工作成果积累，获得教育部‘新世纪人才计划’资助，荣获了2013年中国颗粒学会气溶胶专业委员会颁发的第三届‘中国气溶胶青年科学家’奖。