霾,是气溶胶及其所吸附的水汽弥漫于大气中,引起大气能见度降低的现象。中国气象界把“霾”定义为能见度<10 km的天气。传统意义上的雾,指的是由水蒸气在近地面自然凝结成的细小水滴而弥漫于大气中所产生的一种自然的天气现象。如今频频发生的霾,则是近地面大量的细小水滴中含有高浓度细小颗粒物而引起大气能见度降低的现象。雾和霾两者,指的都是能见度减小的天气现象,究其实质,是气溶胶各类组分的散射和吸收等光学特性所引起的大气能见度减小的现象。所以,现代意义上的雾与霾,其实都是大气污染的产物。大气气溶胶的光学特性与颗粒物尤其与细颗粒物PM 2.5及其组分密切相关。PM 2.5组成中含有大量人为排放的硫酸盐、铵盐、硝酸盐以及有机酸盐等,这些物质都是吸水性很强的物质,很容易促使大气中的细颗粒物膨胀,最终导致大气灰蒙蒙一片,就像一个“大锅盖”盖在城市的上空,这就是我们看到的雾霾。在沙尘的频发季节,观测到月均Angstrom指数(在440~870 nm)甚至大于0.8,表明即使在春季,细模态污染气溶胶仍占据主导地位[1]。偏振雷达的观测结果显示,北京、长崎和筑波近地面月均后向散射系数分别为0.003、0.001~0.002和0.000 6 km-1·sr-1,矿物气溶胶与人为气溶胶发生了内部混合[2]。沙尘暴气溶胶的单颗粒分析表明,有1/5颗粒物为矿物,但至少有1/4颗粒物含S[3]。大部分S的存在形式为CaSO 4和(NH 4)x H 2-x SO 4,且与石英和黏土混合[4]。沙尘颗粒在传输过程中,与污染物发生了混合[5]。长石(CaCO 3)作为沙尘中重要的矿物组分,能够与来自工业源的H 2 SO 4气溶胶发生反应,形成2种水合CaSO4[6];而二次硫酸盐和硝酸盐,分别占沙尘时期总悬浮颗粒物的25%和40%~50%。本章重点分析2006年北京春季2次沙尘暴事件中气溶胶的光学和化学特性,从而揭示两者之间的内在联系。(www.xing528.com)
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