气溶胶光学厚度谱特征判断粒子大小方法初探
2013-05-29 15:59:50 益择发布杨 溯１）２） 石广玉１）
王 标１）
杨红龙３）
赵剑琦１）
秦世广４）
１）（中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京１０００２９）
２）（中国科学院研究生院，北京１０００４９） ３）（深圳市国家气候观象台，深圳５１８０４０）
４）（中国气象局气象探测中心，北京１０００８１）
摘 要
当气溶胶谱满足Ｊｕｎｇｅ分布时，Ａｎｇｓｔｒｏｍ 指数（α）可以准确地描述粒子大小，但真实大气气溶胶很少完全满足
这一条件，仅用α 判断粒子大小会有较大出入。基于北京、香河、兴隆、太湖４个Ａｅｒｏｎｅｔ观测站２１世纪以来各站
历时都超过１年的气溶胶光学厚度资料，获得５５１１组ｌｎτ 与ｌｎλ 的二次拟合参数犪２，犪１，尝试找到一种结合α，犪２，
犪１ 判断粒子大小的方法。结果表明：当气溶胶为粗粒子时（犞ｆｉｎｅ／犞ｔｏｔａｌ＜０．２），α 均小于０．７５，仅用α 就可以较好地
判断粒子大小，但当气溶胶以细粒子为主时（犞ｆｉｎｅ／犞ｔｏｔａｌ＞０．７），该方法会有较大出入，此时犪２，犪１ 可以有效地辅助α
判断粒子大小，α＞０．７５，犪２＜－０．５或犪２＜－０．５，犪１＜ －１．０是较好的判据。此外，分析发现国外研究提出的用
犪２－犪１ 判断粒子大小的方法效果并不理想，尤其在１＜犪２－犪１＜２的情况下，粒子的组成有多种可能。
关键词：大气气溶胶；Ａｎｇｓｔｒｏｍ 指数；粒子大小
引 言
大气气溶胶一般指悬浮在大气中直径为１０－３
～１０μｍ 的微粒，它在整个地气系统中扮演着非常
重要的角色，它可以通过散射、吸收影响到达地面的
太阳辐射，是重要的辐射强迫因子［１４］。气溶胶粒子
谱分布是决定其辐射效应的重要物理量［５］，它会影
响气溶胶的散射相函数、单次散射比、光学厚度谱特
征等辐射性质。气溶胶粒子大小是重要的气溶胶研
究参数，它在很大程度上决定了气溶胶的光学和物
理特性。因此，了解气溶胶粒子大小的信息对于气
溶胶研究来说，是一项非常急迫和重要的工作。能
够准确地获得这部分信息对于科学评估气溶胶在地
气系统中辐射效应而言至关重要。
实际大气中，气溶胶的来源非常广泛，多种人
为、自然活动都可以产生气溶胶，如森林火灾［６７］、能
源消耗［８］、海浪飞沫［９］、植物孢子与花粉［１０］、火山喷
发［１１］和地面扬尘［１２］都是重要的气溶胶源。不同源
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