利用POM02太阳光度计测得的数据反演得到气溶胶光学厚度和波长指数,选择晴好天气下德令哈和合肥地区的大气气溶胶光学厚度和 波长指数数据进行统计分析。得到两地气溶胶光学厚度与波长的季节变化关系,并对气溶胶光学厚度的月变化特征进行分析, 得到了两地波长指数、浑浊度系数、气溶胶光学厚度等参数的变化特征,这对研究两地气溶胶光学特性有一定的参考意义。

为了研究典型地区大气气溶胶的谱分布和复折射率的特性, 综合运用了黑碳仪、能见度仪、积分浊度仪以及光学粒子计数器等仪器对大气气溶胶进行测量。根据球形粒子的Mie散射理论, 利用各仪器测量的数据反演得到气溶胶复折射率, 并分析了各个地区的粒子谱分布特征, 消光系数和吸收系数随波长的变化关系。结果表明, 新疆地区、天津地区、厦门地区及合肥地区的大气气溶胶折射率实部nr都在1.5左右,虚部ni分别为0.01、0.017、0.008和0.016。新疆地区的数浓度谱分布可以用Junge分布来描述, 天津地区、合肥地区和厦门地区数浓度谱分布可以用Junge分布和对数正态分布来共同描述。最后还对四地区气溶胶消光和吸收特性随波长的变化关系进行描述, 这对于研究气溶胶气候效应具有一定的参考价值。

为研究海洋大气气溶胶粒子数浓度时空分布和粒径谱分布特征, 2014年8月至2016年3月期间, 利用光学粒子计数器和自动气象站等设备在广州茂名海边、东海和南海海域、三亚近海海域以及太平洋和印度洋海域对海洋大气气溶胶粒子数密度谱及大气温度、湿度、气压、风速等进行了测量。对不同海域不同气象条件下的谱分布特征进行了统计分析, 并对谱分布进行了拟合。结果表明海洋大气气溶胶粒子谱分布是由一个细粒模和一个中间模组成, 但近海的粒子数浓度大于远海。远海气溶胶粒子谱型稳定, 海面风力是引起粒子数浓度变化的主要原因。东海和南海的粒子谱分为二段, 小于0.5 ?滋m时用Junge谱的指数分布来描述, 0.5~4 ?滋m段用对数正态分布来描述。大风天气下海洋气溶胶的消光系数明显增加, 且在1~3 ?滋m波段的消光特征基本不受波长的影响。

城市近地面气溶胶的分布随时空快速变化, 常用的地基定点监测只能获取区域内有限位置的气溶胶质量浓度, 大致反映区域内气溶胶的分布情况。为确定气溶胶和污染物在城市近地面水平路径上的分布情况,利用微脉冲激光雷达(MPL)、粒子计数器、能见度仪和颗粒物质量浓度监测仪获得的气溶胶数据, 根据Mie散射理论建立了气溶胶消光系数、粒子谱分布和质量浓度等参数的数学模型, 反演得到了水平路径上的气溶胶质量浓度分布。该方法可以以测量点为中心进行0~6 km的360°的水平扫描, 具有监测范围大、分辨率高的优点。最后开展了气溶胶水平分布的实际测量, 获得了距离6 km长的水平路径上近地面气溶胶质量浓度的实时分布。这为研究城市气溶胶的污染来源和动态变化提供了有效的数据支持。

气溶胶标高是反映气溶胶浓度和消光系数廓线垂直分布特性的一个重要物理量。使用微脉冲激光雷达测量了我国西北典型地区的气溶胶消光系数廓线; 使用太阳光度计测量了大气的垂直光学厚度; 对测量数据进行拟合, 得到了气溶胶标高。结果表明, 两种方法得到的气溶胶标高具有很好的线性相关性, 相关系数大于0.87。对该地区的气溶胶标高进行了统计分析, 得到气溶胶标高随时间、地域及气候条件的变化关系。该研究对了解西北地区的气溶胶变化特征和建立气溶胶模式具有一定的参考意义。