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新粒子生成事件中气溶胶化学组分对CCN活性的影响的观测研究

气溶胶,化学组分,CCN

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.8 大气气溶胶化学机制

基于泰山顶和福建沿海地区的外场观测数据，分析了气溶胶化学组分在新粒子生成事件中 的变化特征及其对CCN活性的影响。结果表明：泰山顶NPF事件发生频繁，发生天数占总天数的46.2%，容易发生在高温度、低RH和较高风速的气象条件下。NPF事件对气溶胶粒径分布有显著影响。NPF事件发生期间核模态粒子和爱根核模态粒子数浓度急速增加，而积聚模态粒子数浓度增长较缓。不同混合状态的气溶胶粒子对NPF事件的影响存在差异。硫酸盐的贡献在NPF事件期间随着新颗粒的老化和生长过程逐渐减弱，后续被硝酸盐的贡献所主导。泰山顶NPF事件显著增加了N_CCN，且增强效应随SS的增加而增强。随着NPF事件的进行，在10:00~13:00，NPF日各SS下N_CCN分别比non-NPF日高了10.9%、36.5%、44.6%、53.5%和51.5%。此外，NPF事件会使得混合状态对N_CCN变化的影响更加显著。EC-Nitrate（EC-Sulfate）颗粒和N_CCN的相关系数在NPF日各SS下是non-NPF日的1.3~1.6倍（1.2~1.4倍）。

NPF事件发生存在显著季节差异，发生频率春季（27.17）> 秋季（9.89）> 冬季（8.89%）> 夏季（4.35%）。平均FR春季（5.56 cm⁻³·s⁻¹） > 夏季（0.40 cm⁻³·s⁻¹） > 秋季（0.28 cm⁻³·s⁻¹）> 冬季（0.23 cm⁻³·s⁻¹）。平均GR夏季（4.20 nm·h⁻¹）> 春季（3.69 nm·h⁻¹）> 秋季 （2.35 nm·h⁻¹> 冬季（1.87 nm·h⁻¹）。NPF对PM_2.5中化学组分和CCN的影响也存在季节差异。春夏季NPF因生成大量硫酸盐和硝酸盐，新形成粒子的吸湿性较强（κ > 0.1）；而秋冬季，因BC和POC浓度较高，吸湿性较弱（κ ≈ 0.09）。夏季NPF事件对CCN的增强效应最为显著（E_N_CCN=1.64），并使其谱分布右移，促进CCN粒径增长。春季NPF事件则因高CS抑制，对CCN增强效果不明显。秋冬季NPF对CCN的增强主要出现在3-5h后，增幅范围分别为13-65%，且在高过饱和度（0.8-1.0% SS）下尤为显著。