大气气溶胶和雾霾：重污染期间的垂直分布

图41-8为PE1时段的雷达解析图。Shanghai Sphere代表的是上海的球形颗粒物，也就是指通过化学反应生成的二次气溶胶，而Shanghai Dust则代表的是上海的不规则的颗粒物，主要代表的是沙尘颗粒物。4月4—10日期间的颗粒物消光系数，连续出现高值。这与颗粒物浓度自动监测的数据非常吻合。消光系数的垂直分布，随着高度而变化剧烈。近地面随着高度的增加，消光系数逐渐减少，反映了污染气溶胶主要集中于近地面。基于消光系数的垂直分布，可以大致估计混合层高度，大约在0.5～2.0 km。在PE1时段，混合层的高度有明显变化：早上、夜间低，中午高。这主要和气象条件有关。从非球形粒子的日变化来看，4月6—9日均有一定程度的浮尘，但是强度相对较低。后向散射系数的垂直分布，基本和消光系数的垂直分布类似，高值主要分布在0.5 km之内，532 nm的偏振比率也均在0～0.03之间，表明这段时段观测到的近地面颗粒物成分，主要为细颗粒物。

图41-9为4月22—28日 的 雷 达 解 析 图。其 中PE2时 段 也 就 是4月25日，非球形粒子消光系数明显有所提高，且分布在较大的垂直高度范围（0～2 km），主要由于高空传输的沙尘所致。球形粒子的消光系数较PE1明显降低，说明二次气溶胶的贡献相对较小。PE2时段球形粒子的垂直分布相对于PE1较为均匀，大部分时间没有明显的垂直变化，可能与沙尘天气风速较大、混合层高度较大有关。4月24—25日前半夜是下雨天气，气溶胶浓度较低，但是从雷达图上反映出来的消光系数却相当高，可能由于雨滴对光的消光作用所致。这段时间内的高消光，应该是由于上述因素的干扰，所反映的并不是真正的大气气溶胶信息。后向散射系数绝对值明显较PE1有所降低，但是偏振比率在4月25日出现了高值，绝对值在0.05～0.08之间，明显有别于细颗粒物的性质。这是由于存在不规则颗粒物所导致的高偏振比率。PE2时段出现的高偏振比率，主要发生在25日凌晨和晚间，这和当日2次高沙尘浓度出现的时段非常吻合。从偏振比率的垂直分布，可以很清楚地区分沙尘层与细颗粒层，沙尘层高度基本可以从近地面往上达到1～1.5 km。

图41-10为PE3时期的雷达解析图。从图中可以看到，几乎每天都出现强消光事件，且相较于PE1、PE3的混合层高度更低，只有不足0.5 km，这对于污染物的扩散明显非常不利。后向散射系数的垂直分布，同样和消光系数的分布类似，高值主要分布在0.5 km之内，532 nm的偏振比率也均在0～0.03之间，表明这段时期观测到的近地面颗粒物的成分，主要为细颗粒物。

图41-8　二次无机污染时期雷达解析图^[1]（彩图见图版第24页，也见下载文件包，网址见正文14页脚注）

Ext.：extinction coefficient（消光系数）；Attn.BSC：attenuated backscatter coefficient（衰减后向散射系数）；Depol.：depolarization（退偏振）。(www.xing528.com)

图41-9　沙尘时期雷达解析图（彩图见图版第25页，也见下载文件包，网址见正文14页脚注）右侧刻度上方的外文缩写含义，见图41-8。

图41-10　生物质燃烧时期雷达解析图（彩图见图版第26页，也见下载文件包，网址见正文14页脚注）右侧刻度上方的外文缩写含义，见图41-8。