留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量

刘强,  王贵师,  刘锟,  陈卫东,  朱文越,  黄印博,  高晓明

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2014 >  43(9): 3010-3014
刘强, 王贵师, 刘锟, 陈卫东, 朱文越, 黄印博, 高晓明. 基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3010-3014.
引用本文: 刘强, 王贵师, 刘锟, 陈卫东, 朱文越, 黄印博, 高晓明. 基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3010-3014.
shu
Liu qiang, Wang Guishi, Liu Kun, Chen Weidong, Zhu Wenyue, Huang Yinbo, Gao Xiaoming. Measurements of atmospheric aerosol optical absorption coefficients using photoacoustic spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 3010-3014.
Citation: Liu qiang, Wang Guishi, Liu Kun, Chen Weidong, Zhu Wenyue, Huang Yinbo, Gao Xiaoming. Measurements of atmospheric aerosol optical absorption coefficients using photoacoustic spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 3010-3014.
shu

基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量

  • 1.

    中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室,安徽合肥230031;

  • 2.

    中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室,安徽合肥230031;

  • 3.

    法国滨海大学大气物理化学实验室,法国敦刻尔克59140

基金项目: 

国家自然科学基金（41175036，41205120）

详细信息
    作者简介:

    刘强（1982- ），男，博士生，主要从事大气气溶胶光学特性方面的研究。Email：lqsh6@126.com

  • 中图分类号: O433.5

Measurements of atmospheric aerosol optical absorption coefficients using photoacoustic spectrometer

  • 1.

    Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;

  • 2.

    Laboratory of Atmospheric Physico-Chemistry,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;

  • 3.

    Laboratoire de Physicochimie del'Atmosphère,Universitédu Littoral Cte d'Opale,189A,Aν,Maurice Schumann,Dunkerque 59140,France

  • 摘要: 气溶胶光吸收特性是影响气溶胶大气辐射强迫的重要因素，光声光谱技术被认为是测量气溶胶光吸收特性的理想方法之一。利用扫描电迁移率粒径谱仪和自行设计的气溶胶吸收光声光谱仪对合肥郊区大气气溶胶的粒径分布和吸收系数进行了连续测量，获得了某一时段大气气溶胶粒径谱和吸收系数的变化趋势，分析发现大气气溶胶的吸收系数与其数浓度和粒径分布存在较好的正相关性，且碳质气溶胶的排放是影响该地区大气气溶胶光吸收特性的主要原因。
    Abstract: Atmospheric aerosol absorption capacity is a critical parameter determining its direct and indirect effects on climate. Accurate measurement is highly requested for study of the radiative budget of the Earth, photoacoustic spectroscopy is commonly recognized as one of the best candidates to measure the optical absorption coefficient (OAC) of aerosols. A Scanning mobility particle sizer (SMPS) and a homemade photoacoustic aerosol absorptionmeter were used to monitor the size distribution and OAC of the ambient aerosols at suburb of Hefei city, the real-time trends of OAC and size distribution in a serial time were acquired. Properties of the size distribution at different time which was classified into two distribution mode were analyzed in detail. The measured data shows that OAC has a well positive correlation with size distribution and number concentration of the atmospheric aerosol respectively and the emission of carbonaceous aerosol is the chief factor of the effect on OAC.
  • [1] M Schulz, C Textor, S Kinne, et al. Radiative forcing byaerosols as derived from the AeroCom present-day and pre-industrial simulations [J]. Atmos. Chem Phys. 2006, (6):5225-5246.
    [2]
    [3]
    [4]
    [5] Jacobson M Z. Strong radiative heating due to the mixingstate of black carbon in atmospheric aerosols [J]. Nature,2001, 68(21): 695-697.
    [6] Rao Ruizhong. Combined effect of turbulence and thermalblooming of laser propagation in atmosphere [J]. Infraredand Laser Engineering, 2006, (35): 130-134. (in Chinese)饶瑞中． 激光大气传输湍流与热晕综合效应[Ｊ]. 红外与激光工程, 2006, (35): 130-134.
    [7]
    [8] Weingartner E, Saathoff H, Schnaiter M, et al. Absorption oflight by soot particles: determination of the absorptioncoefficient by means of aethalometers [J]. J Aerosol Sci,2003, 34(10): 1445-1463.
    [9]
    [10]
    [11] Arnott W P, Moosmller H, Rogers D F. Photoacousticspectrometer for measuring light absorption by aerosols:instrument description [J]. Atmos Environ, 1999, 33 (17):2845-2852.
    [12] Arnott W P, Moosmller H, Sheridan P J, et al. Photoacousticand filter-based ambient aerosol light absorption measurements:Instrument comparisons and the role of relative humidity [J].J Geophys Res, 2003, (108): 4034-4044.
    [13]
    [14] Lewis K, Arnott W P, Moosmller H, et al. Strong spectralvariation of biomass smoke light absorption and singlescattering albedo observed with a novel dual-wavelengthphotoacoustic instrument [J]. J Geophs Res, 2008, (113):D16203.
    [15]
    [16]
    [17] Arnott W P, Walker J W, Moosmller H, et al.Photoacoustic insight for aerosol light absorption aloft frommeteorological aircraft and comparison with particle sootabsorption photometer measurements: DOE southern greatplains climate research facility and the coastal stratocumulusimposed perturbation experiments [J]. J Geophys Res, 2006,(111): D05S02, doi:  10.1029/2005JD005964.
    [18] Beck H A, Niessner R, Haisch C. Development andcharacterization of a mobile photoacoustic sensor for on-linesoot emission monitoring in diesel exhaust gas [J]. AnalBional Chem, 2003, (375): 1136-1143.
    [19]
    [20] Tibor Ajtai, gnes Filtp, Gabriella Kecskemti, et al.Wavelength dependent mass-specific optical absorptioncoefficients of laser generated coal aerosols determined frommulti-wavelength photoacoustic measurements [J]. Appl PhysA, 2010(103): 1165-1172.
    [21]
    [22] Bell A G. On the production and reproduction of sound bylight[J]. Am J Sci, 1880, (20): 305-324.
    [23]
    [24] Chan C H. Effective absorption for thermal blooming due toaerosols[J]. Appl Phys Lett, 1975, (26): 628-629.
    [25] Liu Qiang, Niu Mingsheng, Wang Guishi, et al. Developmentof a photoacoustic spectroscopy system for the measurementof absorption coefficient of atmospheric aerosols [J],Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33 (7): 1729-1733.(in Chinese)刘强, 牛明生, 王贵师, 等. 适用于测量大气气溶胶吸收系数的光声光谱系统的研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2013,33(7): 1729-1733.
  • [1] 王元祖, 孙东松, 韩於利, 郑俊, 赵一鸣.  大气模式对气溶胶光学参量反演及分类的影响研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220262-1-20220262-13. doi: 10.3788/IRLA20220262
    [2] 张学海, 魏合理, 段金龙, 李卫东, 邹曙光, 戴聪明.  灰霾期间硫酸盐包裹沙尘气溶胶粒子的光学特性研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210052-1-20210052-9. doi: 10.3788/IRLA20210052
    [3] 赵欣颖, 胡以华, 顾有林, 陈曦, 王新宇, 王鹏.  真核微生物与原核微生物气溶胶0.25~15 μm光学特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1017004-1017004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1017004
    [4] 滕曼, 庄鹏, 张站业, 李路, 姚雅伟.  大气气溶胶污染监测中应用的新型全天时户外型拉曼-米散射激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 706001-0706001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0706001
    [5] 王菲菲, 李学彬, 郑显明, 张文忠, 罗涛, 朱文越, 成巍, 邓志武.  相对湿度和风速对海洋大气气溶胶粒子谱的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 83-88. doi: 10.3788/IRLA201948.S117003
    [6] 耿蒙, 李学彬, 秦武斌, 刘泽阳, 鲁先洋, 戴聪明, 苗锡奎, 翁宁泉.  典型地区大气气溶胶谱分布和复折射率特征研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 311001-0311001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0311001
    [7] 张学海, 戴聪明, 武鹏飞, 崔生成, 黄宏华, 刘铮, 毛宏霞, 苗锡奎, 魏合理.  折射率和粒子尺度对大气气溶胶光散射特性的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211001-1211001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1211001
    [8] 赵彦东, 方勇华, 李扬裕, 李大成.  亥姆霍兹光声光谱多气体检测器设计和优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 620005-0620005(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0620005
    [9] 鲁先洋, 李学彬, 秦武斌, 朱文越, 徐青山.  海洋大气气溶胶粒子谱分布及其消光特征分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211002-1211002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1211002
    [10] 牟福生, 李昂, 谢品华, 王杨, 徐晋, 陈浩, 张杰, 吴丰成.  利用CE318太阳光度计资料反演合肥气溶胶光学特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 211003-0211003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0211003
    [11] 李树旺, 邵士勇, 梅海平, 饶瑞中.  大气吸收性成分的光热干涉法测量 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 163-168. doi: 10.3788/IRLA201645.S111002
    [12] 张圣斌, 左敦稳, 卢文壮.  金刚石衬底的氧化钒薄膜光电特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1221001-1221001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1221001
    [13] 吕炜煜, 苑克娥, 魏旭, 刘李辉, 王邦新, 吴德成, 胡顺星, 王建国, 马振富.  对流层气溶胶和水汽的车载激光雷达系统的探测 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 330001-0330001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0330001
    [14] 艾万君, 熊胜明.  离子束辅助沉积大口径光学薄膜 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 183-188.
    [15] 邵士勇, 梅海平, 黄印博, 饶瑞中.  大气气溶胶等效吸收的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1057-1061.
    [16] 范世鹏, 林德福, 路宇龙, 宗睿.  激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 394-397.
    [17] 姜玉刚, 王利栓, 刘华松, 刘丹丹, 姜承慧, 羊亚平, 季一勤.  热处理对SiO2薄膜折射率和吸收特性的影响分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3334-3337.
    [18] 张小林, 黄印博, 饶瑞中.  有效介质理论对致密内混合粒子光散射适用性 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1477-1483.
    [19] 刘华松, 傅翾, 王利栓, 姜玉刚, 冷健, 庄克文, 季一勤.  弱吸收单面薄膜光学特性的表征方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2108-2114.
    [20] 季一勤, 姜玉刚, 刘华松, 王利栓, 刘丹丹, 姜承慧, 羊亚平, 樊荣伟, 陈德应.  热处理对低损耗高反膜特性的影响分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 742-746.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  501
  • HTML全文浏览量:  102
  • PDF下载量:  353
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-05
  • 修回日期:  2014-02-10
  • 刊出日期:  2014-09-25

基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室,安徽合肥230031;
  • 2. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室,安徽合肥230031;
  • 3. 法国滨海大学大气物理化学实验室,法国敦刻尔克59140
    • 作者简介:

    刘强（1982- ），男，博士生，主要从事大气气溶胶光学特性方面的研究。Email：lqsh6@126.com

  • 收稿日期: 2014-01-05
  • 修回日期: 2014-02-10
  • 刊出日期: 2014-09-25
基金项目:

国家自然科学基金（41175036，41205120）

  • 中图分类号: O433.5

摘要: 气溶胶光吸收特性是影响气溶胶大气辐射强迫的重要因素，光声光谱技术被认为是测量气溶胶光吸收特性的理想方法之一。利用扫描电迁移率粒径谱仪和自行设计的气溶胶吸收光声光谱仪对合肥郊区大气气溶胶的粒径分布和吸收系数进行了连续测量，获得了某一时段大气气溶胶粒径谱和吸收系数的变化趋势，分析发现大气气溶胶的吸收系数与其数浓度和粒径分布存在较好的正相关性，且碳质气溶胶的排放是影响该地区大气气溶胶光吸收特性的主要原因。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计