紫外波段波长相关的气溶胶单次反照率原位测量方法研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41005017
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
19.0万
负责人：
赵卫雄
依托单位：
中国科学院合肥物质科学研究院
学科分类：
D0509.大气观测、遥感和探测技术与方法
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
赵亚萍；黄腾；杨西斌；程跃；董美丽；
关键词：
气溶胶单次反照率腔增强吸收光谱积分球原位测量

项目摘要

气溶胶单次反照率是直接用于计算气溶胶辐射强迫的重要光学参数，其测量误差将会导致气溶胶辐射强迫评估上的较大偏差。为了提高气溶胶单次反照率测量的准确性，更好地对紫外波段气溶胶单次反照率的波长相关性进行研究，本项目拟发展一种新型的单次反照率测量方法，对气溶胶单次反照率进行实时、原位测量。该方法以氙灯作为光源，将非相干宽带腔增强吸收光谱技术与积分球相结合，同时测量气溶胶的消光和散射系数，从而获得气溶胶单次反照率。腔增强吸收光谱技术可以提高系统的探测灵敏度，改进后的积分球系统能够更好地减小散射系数测量中的截止误差，提高散射系数测量的准确度和灵敏度，此外，宽带光源的使用，可以在一个较宽光谱范围内研究单次反照率与波长的相关性。系统的高灵敏度、原位、同时测量等特性，可以很好地提高反照率测量的准确性。

结项摘要

大气气溶胶对气候系统的辐射平衡有着重要影响，气溶胶单次散射反照率，散射系数与消光系数之比，是气溶胶重要的光学参数，决定着气溶胶粒子吸收和散射所占的比例。精确测量气溶胶单次散射反照率对于大气辐射传输以及气溶胶气候效应等有着重要的作用。本项目的目标是发展一种新型的气溶胶单次散射反照率测量方法，该方法首次将非相干宽带腔增强吸收光谱技术与积分球相结合，对气溶胶单次散射反照率进行实时、原位测量，提高单次散射反照率测量的准确度。. 项目组经过三年的努力，完成了本项目的主要研究任务和内容。围绕项目的任务和内容，开展了如下几个部分的工作：. （1）宽带腔增强吸收光谱技术气溶胶消光光谱测量方法研究：创新性的将宽带腔增强光谱技术应用于消光光谱的测量研究，宽带光谱的优点在于能够同时获得气溶胶的消光光谱和吸收性痕量气体的浓度，对于实际大气测量及实验室研究都有着重要意义，研究结果发表在Analytical Chemistry杂志上。. （2）首次将宽带腔增强光谱与积分球相结合，建立了气溶胶单次散射反照率原位测量方法，提高了反照率测量的准确度。测试表明，消光和散射系数的探测灵敏度优于1 Mm-1，单次散射反照率测量误差好于7%。. （3）实验室利用标准气溶胶粒子对测量方法进行了验证，将其应用于实际大气气溶胶的测量研究，并与商用化仪器（TSI 3563浊度计）进行了比对测试，两种方法散射系数测量结果一致。此外，在2013年6月份，秸秆燃烧的季节，对实际大气的吸收特性开展了示范性的测量研究。. 该测量方法将为深入研究气溶胶光学特性提供新的，独特的测量手段。. 在项目研究过程中，已发表期刊论文5篇（含1篇已录用论文）、会议论文1篇，申请发明专利1项（进入实质审查阶段）。协助培养博士研究生1名（2013年6月毕业，获得中科院大恒光学奖优秀奖），硕士研究生3名。