能見(jiàn)度與大氣污染

姓名：張琦學(xué)號(hào)：2120140591大氣能見(jiàn)度及細(xì)顆粒物的消光作用淺談能見(jiàn)度

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，灰霾天氣已成為一種常見(jiàn)環(huán)境災(zāi)害污染事件。

灰霾天氣下常常伴隨著能見(jiàn)度惡化事件。能見(jiàn)度下降會(huì)導(dǎo)致視野模糊不清，使交通受阻，給人們的生活造成極大不便。主要介紹內(nèi)容什么是大氣能見(jiàn)度?大氣能見(jiàn)度下降原因？

顆粒物的消光作用顆粒物怎樣影響能見(jiàn)度？能見(jiàn)度來(lái)源解析研究進(jìn)展什么是大氣能見(jiàn)度？通常的能見(jiàn)度系指水平能見(jiàn)度，即指視力正常的人在當(dāng)時(shí)天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨認(rèn)出的目標(biāo)物(黑色、大小適度)最大水平距離，或夜間能看到和確定出的一定強(qiáng)度燈光的最大水平距離。能見(jiàn)度能見(jiàn)度2.

造成能見(jiàn)度下降的原因？

能見(jiàn)度是一種復(fù)雜的大氣現(xiàn)象，與空氣質(zhì)量和氣象條件密切相關(guān)，是大、中、小尺度天氣系統(tǒng)和包括大氣化學(xué)反應(yīng)的空氣污染過(guò)程共同作用的結(jié)果。能見(jiàn)度在沒(méi)有氣溶膠顆粒物存在時(shí)，觀察者能見(jiàn)度最遠(yuǎn)可以達(dá)到300km（Jacob1999）,它只受到氣體的Rayleigh散射和吸收的而影響。而在大氣污染較為嚴(yán)重的城市，其能見(jiàn)度可以降低一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更多。那么，顆粒物是怎樣影響能見(jiàn)度的呢？3.顆粒物的消光作用自20世紀(jì)70-80年代以來(lái)，中國(guó)已有不少學(xué)者對(duì)大氣能見(jiàn)度進(jìn)行了深入的研究。有研究表明，大氣污染物尤其是大氣顆粒物對(duì)可見(jiàn)光吸收和散射所產(chǎn)生的消光作用是能見(jiàn)度降低的主要因素,可貢獻(xiàn)城市大氣總消光系數(shù)的

80%~90%[1]。參考文獻(xiàn)：[1]陳義珍,趙

丹,柴發(fā)合,等.廣州市與北京市大氣能見(jiàn)度與顆粒物質(zhì)量濃度的關(guān)系[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2010,31(7):967-971.顆粒物的消光作用觀察者目標(biāo)物氣溶膠顆粒物abcd天空背景太陽(yáng)輻射氣體分子吸收散射吸收散射吸收散射氣溶膠顆粒物導(dǎo)致能見(jiàn)度降低示意圖消光=散射+吸收顆粒物的消光作用顆粒物的數(shù)濃度顆粒物的化學(xué)組分元素碳的混合狀態(tài)顆粒物化學(xué)組分的粒徑分布顆粒物的吸濕增長(zhǎng)4.顆粒物的消光作用受到哪些因素的影響？低能見(jiàn)度下細(xì)顆粒物的個(gè)數(shù)明顯增多數(shù)濃度對(duì)消光的影響顆粒物的質(zhì)量濃度與散射效率隨粒徑的變化WilliamC.Malm,Introductiontovisibility質(zhì)量濃度主要由粗粒子貢獻(xiàn)散射消光主要由細(xì)粒子貢獻(xiàn)MinHu,etal.Environ.Sci.Technol.2012,46:9941?9947顆粒物組分的粒徑分布顆粒物成分與混合狀態(tài)對(duì)消光的影響五種主要的消光成分氣溶膠混合狀態(tài)相對(duì)濕度對(duì)消光的影響硫酸鹽的形成及吸濕增長(zhǎng)

WilliamC.Malm,Introductiontovisibility與氣象條件（濕度）有關(guān)，硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽等吸濕長(zhǎng)大到有效消光的粒徑；在相對(duì)濕度80％時(shí)，同樣質(zhì)量顆粒物的消光作用是干顆粒物的1.5倍以上。顆粒物的消光作用5.Mie散射理論及Mie模型Mie理論可基于顆粒物微物理和化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用Mie模型可以計(jì)算顆粒物光學(xué)特征參數(shù)。1908年，GustavMie建立了用于解釋?xiě)腋∮谒械慕鹳|(zhì)顆粒物對(duì)光散射和吸收后變化色彩的復(fù)雜現(xiàn)象的理論，該理論名稱就是“Mie理論”[3]。采用Mie理論，可以得到顆粒物的消光、散射，以及散射光強(qiáng)在各個(gè)散射角度分布的解析表達(dá)式。

參考文獻(xiàn)：[3]BohrenCF，HuffillanDR．Absorption&ScatteringofLightbySmallParticles．NewYork：JohnWiley＆SonsInc，1983Mie理論假設(shè)顆粒物滿足單散射條件，即：1.顆粒物總數(shù)足夠少；2.顆粒物間的間距足夠大；3.在任何顆粒物的周圍，所有顆粒物的總散射場(chǎng)與外場(chǎng)相比很小；這樣，就可以通過(guò)簡(jiǎn)單加和單個(gè)獨(dú)立顆粒物的散射場(chǎng)來(lái)計(jì)算全部顆粒物的總散射場(chǎng)?？傮w說(shuō)來(lái)，一般大氣氣溶膠體系是被認(rèn)為滿足以上假設(shè)條件的。顆粒物的消光作用對(duì)于已知數(shù)濃度粒徑分布的顆粒物群，其消光，散射可以通過(guò)對(duì)所有單顆粒物的相應(yīng)積分得到。而吸收系數(shù)則是其消光系數(shù)和散射系數(shù)之差。相應(yīng)公式如下：消光效率斯托克斯直徑折射指數(shù)數(shù)濃度消光系數(shù)顆粒物的消光作用粒徑的吸濕增長(zhǎng)系數(shù)化學(xué)組成與混合狀態(tài)相對(duì)濕度粒徑譜分布如果考慮相對(duì)濕度的影響，上述公式中會(huì)加入吸濕增長(zhǎng)因子。通常情況下，當(dāng)相對(duì)濕度大于60%時(shí)，濕度會(huì)成為影響消光系數(shù)的主導(dǎo)因素入射波長(zhǎng)顆粒物的復(fù)折射指數(shù)顆粒物的粒徑段范圍顆粒物的數(shù)濃度譜分布函數(shù)AddYourTitle顆粒物的消光系數(shù)顆粒物的散射系數(shù)Mie模型輸入?yún)?shù)Mie模型輸出參數(shù)利用Mie理論模型計(jì)算灰霾天氣下細(xì)顆粒物的消光。顆粒物的消光作用能見(jiàn)度下降的來(lái)源解析線性回歸方法化學(xué)成分分析IMPROVE一般統(tǒng)計(jì)與化學(xué)分析采用美國(guó)回歸系數(shù)，對(duì)本地的研究影響有待考證CMB-IMPROVE耦合模型未考慮相對(duì)濕度、混合狀態(tài)等參數(shù)對(duì)消光的影響CMB-Mie耦合模型CMB模型-Mie理論的耦合模型4、確定第j個(gè)源對(duì)于受體細(xì)顆粒物消光系數(shù)的的相對(duì)貢獻(xiàn)。3、確定第j個(gè)源就受體