复杂环境下非规则形状气溶胶粒子的辐射强迫特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51876147
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    毛前军
  • 依托单位：
    武汉科技大学
  • 学科分类：
    E0603.传热传质学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

According to the project of national energy development needs and people's pursuit in the 13th Five-Year plan, and the aim is to solve energy shortage and environmental pollution, this project involves the calculation of radiation science, optics, heat transfer, physical chemistry and other disciplines of knowledge, and it is a multidisciplinary topic. Based on theoretical research, numerical inversion, and experimental test, the radiative forcing characteristics of irregular aerosol particles in complex conditions (i.e. different longitude/ latitude, different surface characteristics, different seasons, and different meteorological conditions) are studied. Those are three contributions: the physical and chemical characteristics of irregular aerosol particles, irregular aerosol particles remote sensing observation experiments and models, and the radiative forcing characteristics of irregular aerosol particles under complex atmospheric environment. The results can reveal the complex source and microstructure of aerosol, realize the coupling between ground-based observation and space borne observation of aerosol particles, and grasp the influence of aerosol particles on the radiative forcing of atmosphere. The research on this project is not only the need of China's related technology development, but also the need to narrow our gap with the international advanced research level as soon as possible. The results also can play a role in new energy, aeronautics and astronautics, agriculture, meteorology and so on.
项目结合国家十三五能源发展需要和人民追求清洁环境的需求，致力于解决能源短缺和环境污染问题，内容涉及了计算辐射学、光学、材料学、物理化学等学科知识，是一个多学科交叉的前沿课题。项目采用理论研究、数值反演以及实验测试相结合的技术手段，针对复杂环境下（含不同经度/纬度、不同地表特征、不同季节、不同气象条件等）非规则形状气溶胶粒子的辐射强迫特性开展研究，即开展复杂环境下非规则形状气溶胶粒子的理化特征、非规则形状气溶胶粒子的遥感观测实验/模型研究以及非规则形状气溶胶粒子的辐射强迫特性等3个方面的研究。通过研究揭示气溶胶的微观理化特征及源解析、实现气溶胶粒子的地基观测与星载观测之间的耦合、掌握气溶胶粒子对大气辐射强迫的影响等。开展本项目的研究不仅是我国相关技术发展的需要，也是尽快缩小我国在该领域与国际先进研究水平差距的需要。研究成果可在太阳能高效利用、航空航天、农业工程、气象科学等领域发挥作用。

结项摘要

本项目结合国家十三五能源发展需要和人民追求清洁环境的需求，致力于解决能源短缺和环境污染问题，内容涉及了计算辐射学、光学、材料学、物理化学等学科知识，是一个多学科交叉的前沿课题。项目采用理论研究、数值反演以及实验测试相结合的技术手段，针对复杂环境下（含不同经度/纬度、不同地表特征、不同季节、不同气象条件等）非规则形状气溶胶粒子的辐射强迫特性开展了研究，即主要从以下三个方面进行了研究和总结，复杂环境下非规则形状气溶胶粒子的理化特征、非规则形状气溶胶粒子的遥感观测实验/模型研究以及非规则形状气溶胶粒子的辐射强迫特性等。通过本项目的研究揭示了气溶胶粒子的微观理化特征及源解析、实现了气溶胶粒子的地基观测与星载观测之间的耦合、掌握了气溶胶粒子对大气辐射强迫的影响等特性和规律。研究结果显示：大气气溶胶粒子的主要成分由O、Si和C元素组成，并且含有一定数量的Al, Fe, K, Ca, Ti, Na和Mg元素。C元素在所有样品中的占比都高于50%，O的占比则在20%左右，Si的含量在5%到10%之间。本项目基于AOD和AROD建立的识别模型可识别五种气溶胶类型，分别为大陆型、沙尘型、亚大陆型、城市工业型和生物质燃烧型。识别模型的准确性通过高精度的地基数据进行了检验并将卫星数据运用至本项目建立的识别模型当中，获得了基于卫星数据的气溶胶类型识别结果。研究结果也显示在无污染天、轻度污染天以及中度污染环境下，AOD值与AOD均值之比基本保持稳定，分别是0.7、1、1.4。本项目也提出了一种利用卫星数据与查找表计算短波（0.25～4 μm）直接气溶胶辐射强迫（DARF）的新方法，并给出了单次散射反照率（SSA）和不对称因子（ASY）的查找表。本项目的研究成果可在太阳能高效利用、航空航天、农业工程、气象科学等领域发挥作用。

项目成果

期刊论文数量（40）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（4）
专利数量（3）
Relationship between relative humidity and the hygroscopic growth characteristics of mixed clusters comprising black carbon and ammonium sulfate
相对湿度与黑碳和硫酸铵混合团簇吸湿生长特性的关系
  • DOI：
    10.1016/j.apr.2022.101414
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Atmospheric Pollution Research
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Mao Qianjun;Li Wang;Wenlong Cao;Min Chen
  • 通讯作者：
    Min Chen
Experimental Study on the Chemical Characterization of Atmospheric Aerosols in Wuhan, China
武汉市大气气溶胶化学特征实验研究
  • DOI：
    10.3390/atmos12111393
  • 发表时间：
    2021-10
  • 期刊：
    Atmosphere
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Mao Qianjun;Fangyuan Cheng;Min Chen
  • 通讯作者：
    Min Chen
Design and investigation of single tank phase change thermal storage domestic hot water system
单罐相变蓄热生活热水系统设计与研究
  • DOI：
    10.1016/j.csite.2021.100903
  • 发表时间：
    2021-02
  • 期刊：
    Case Studies in Thermal Engineering
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Mao Qianjun;Ying Li;Min Chen
  • 通讯作者：
    Min Chen
Error analysis of multi-scale aerosol optical properties in shortwave radiative transfer
短波辐射传输中多尺度气溶胶光学特性误差分析
  • DOI：
    10.1016/j.infrared.2022.104462
  • 发表时间：
    2022-11
  • 期刊：
    Infrared Physics & Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xin Nie;Mao qianjun
  • 通讯作者：
    Mao qianjun
Numerical Investigations on Charging/Discharging Performance of a Novel Truncated Cone Thermal Energy Storage Tank on a Concentrated Solar Power System
聚光型太阳能发电系统中新型截锥型储热罐充放电性能的数值研究
  • DOI：
    10.1155/2019/1609234
  • 发表时间：
    2019-01
  • 期刊：
    International Journal of Photoenergy
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Mao Qianjun;Liu Ning;Peng Li
  • 通讯作者：
    Peng Li

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其他文献

基于遗传算法优化光栅辐射特性
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    工程热物理学报
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    --
  • 作者：
    刘立君;李龙飞;毛前军
  • 通讯作者：
    毛前军
Distribution of radiation flux in focal plane for a parabolic dish solar system
抛物面碟式太阳系焦平面内辐射通量的分布
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of HarbinInstituteof Technology(NewSeries)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    毛前军;谢鸣;帅永
  • 通讯作者：
    帅永
高温太阳能蓄热熔融盐的制备及熔点测试
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    暖通空调
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  • 作者：
    毛前军;张丽娅;吴红军
  • 通讯作者：
    吴红军
一种温度波动条件下供热管道 热损失测试计算方法
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    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    暖通空调
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  • 作者：
    刘晓燕;夏庆欣;高 梦;李晓庆;刘立君;毛前军
  • 通讯作者：
    毛前军
严寒地区太阳能槽式集热器影响因素研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    低温建筑技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    毛前军;黄靖;张旭;张丽娅;彭丽;吴红军
  • 通讯作者：
    吴红军

其他文献

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毛前军的其他基金

污染环境下多尺度气溶胶粒子散射特性研究
  • 批准号：
    52376072
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    50 万元
  • 项目类别：
    面上项目
非均匀高辐射热流条件下吸热器光热耦合特性研究
  • 批准号：
    51406033
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    25.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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