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污染期间矿物气溶胶表面非均相化学反应可造成其外部形貌的明显改变
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2017-04-19 | 【 【关闭】

  沙尘是大气气溶胶的主要组成,具有很强的环境和气候效应,一直是国际大气科学领域研究的热点。我国北方地区春季沙尘天气过程频发,矿物气溶胶在输送过程中与人为二次污染物的相互作用可明显改变其理化特性和外部形貌,进而增加了其气候效应的评估的不确定性。目前基于离线采样和电子显微镜技术对沙尘气溶胶的混合状态的研究取得了大量成果,该方法需人工对单个颗粒物进行甄别和观察,分析成本较高。 

  近期,我所“青年千人计划”潘小乐研究员及其团队开发了一种新的方法,利用颗粒物后向散射光偏光率的演变表征大气溶胶颗粒外部形貌的改变,从而实现了对大气矿物颗粒混合演变过程的实时监测和判别。2014年以来,该研究组在东亚地区多个监测站点对沙尘过程进行的长期同步观测,研究发现矿物颗粒在我国华北地区的输送过程中,其表面的非均相化学反应过程可产生大量硝酸钙等可溶性无机盐类,在大气相对湿度较高的情况下,其吸湿增长可明显改变气溶胶的外部形貌和光学特性。该研究表明矿物气溶胶的表面化学过程可能在我国北方污染生消过程起重要作用。该研究成果已在Nature子刊"Scientific Reports"正式发表。 

  沙尘颗粒物的退偏比随着 NO3-/Ca2+ 比值的增加而降低,其中沙尘表面硝酸钙潮解造成的液态液态水含量的增加对类球型沙尘颗粒物的形成起关键作用 

    

  近期相关研究论文发表在 Scientific Reports Atmospheric Chemistry and Physics and Geophysical Research Letters

  http://www.nature.com/articles/s41598-017-00444-w 

  相关论文: 

  [1] Pan, X., Uno, I., Wang, Z., Nishizawa, T., Sugimoto, N., Yamamoto, S., Kobayashi, H., Sun, Y., Fu, P., Tang, X., Wang, Z., (2017). Real-time observational evidence of changing Asian dust morphology with the mixing of heavy anthropogenic pollution. Scientific Reports 7, 335.   

  [2] Wang, Z., Pan, X., Uno, I., Li, J., Wang, Z., Chen, X., Fu, P., Yang, T., Kobayashi, H., Shimizu, A., Sugimoto, N., Yamamoto, S., (2017). Significant impacts of heterogeneous reactions on the chemical composition and mixing state of dust particles: A case study during dust events over northern China. Atmospheric Environment 159, 83-91. 

  [3] Pan, X., Uno, I., Hara, Y., Osada, K., Yamamoto, S., Wang, Z., Sugimoto, N., Kobayashi, H., Wang, Z., (2016). Polarization properties of aerosol particles over western Japan: classification, seasonal variation, and implications for air quality. Atmos. Chem. Phys. 16, 9863-9873.    

  [4] Pan, X., I. Uno, Y. Hara, M. Kuribayashi, H. Kobayashi, N. Sugimoto, S. Yamamoto, T. Shimohara, and Z. Wang (2015), Observation of the simultaneous transport of Asian mineral dust aerosols with anthropogenic pollutants using a POPC during a long-lasting dust event in late spring 2014, Geophys. Res. Lett., 42, 1593–1598, doi:10.1002/2014GL062491 

  
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