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地中海东部地区新粒子生成：硫酸–胺–有机物协同成核

地中海，,新粒子生成,多元协同成核

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.12 大气新粒子生成特征、机制及环境气候效应

大气新粒子生成（New Particle Formation, NPF）是气溶胶数浓度的重要来源，并对气候变化、空气质量及人体健康产生重要影响。然而，地中海东部地区的NPF研究仍较为有限，其成核机制尚不明确。塞浦路斯位于地中海东部，北接土耳其及中东地区，南邻撒哈拉沙漠，易受到多源气团输送影响，具有独特的大气环境条件和重要的研究价值。

本研究于2024年4月1日至6月15日在塞浦路斯CAO_AMX乡村背景站开展为期两个多月的综合观测，测量内容包括粒径谱分布、痕量气体、气态有机物及低挥发性有机物等参数。观测期间NPF事件频繁发生，总频率为53.9%，其中Class1和Class2事件频率分别为36.8%和17.1%。典型NPF事件（Class1）期间，平均成核率J₁.₅为5.13 cm⁻³ s⁻¹，粒径增长率GR₁.₅–₃为3.61 nm h⁻¹，表明该地区新粒子生成较为活跃。

基于Nitrate-MION质谱数据，共识别出3865种分子组成，其中ULVOC和ELVOC分别为1070种和481种。分析发现，在NPF天与非NPF天的成核时段（09:00–13:00 LT），ULVOC与ELVOC的浓度占比均约为3.5%，且差异不显著，表明极低挥发性有机物对NPF发生的直接影响有限。相比之下，硫酸单体（SA monomer）及二聚体（SA dimer）在NPF天显著高于非NPF天，说明硫酸在成核过程中发挥了重要作用。

进一步结合负离子团簇观测结果（APi-MION），发现大量ULVOC–H2SO4离子团簇和少量H2SO4-amine离子团簇，表明胺类物质可能参与新粒子生成过程。结合CLOUD实验数据对比分析，初步表明该地区新粒子生成可能主要由硫酸–胺–有机物协同成核机制主导。此外，在前体物浓度充足条件下，NPF天的凝结汇（CS）反而高于非NPF天，表明NPF事件的发生可能主要受气团输送影响，而非本地前体物生成差异驱动。

此外，本研究还观测到新粒子生成收缩（shrinkage）现象，发生频率约为8%，其形成机制尚不清楚，需进一步研究加以解释。

本研究为地中海东部地区新粒子生成机制提供了新的观测证据，并有助于深入理解复杂气团输送条件下的新粒子生成过程。