石家庄一次沙尘过程的气溶胶光学特性及源解析

摘要

利用CE-318太阳光度计、激光雷达、单颗粒气溶胶质谱仪并结合气象、环境监测资料对2015年4月15日石家庄市一次沙尘天气过程中的气溶胶光学特性及其来源进行分析研究.结果表明:此次沙尘过程中,气溶胶光学厚度AOD明显增加,Angstrom指数α明显下降,其体积浓度谱粗模态粒子大量增加,首要污染物以PM10为主,均证实有大量沙尘粒子的入侵.通过分析激光雷达的垂直探测、污染物来源的后向轨迹模拟以及高空、地面天气图可以推断此次沙尘过程主要是由蒙古地区自高空向低空及近地面逐渐沉降,最终与本地污染源汇合使得污染物浓度大幅增加.对比分析激光雷达和太阳光度计反演的532nm气溶胶光学厚度,发现两者具有很高的相关度R2=0.623,激光雷达反演的光学厚度经过一定修正后基本可以满足业务需求,在业务中可以与太阳光度计相互配合使用.另外,对石家庄市气溶胶颗粒物成分进行源解析发现,15日生物质燃烧源和扬尘源的贡献大幅增加.利用极轨卫星监测石家庄周边火点分布情况发现13-14日石家庄西北部地区火点较多,大风沙尘过程使得西北部的生物质开放燃烧源等产生的气溶胶颗粒物成分向石家庄及南部地区输送,导致生物质燃烧源比重迅速升高.