利用黑碳仪获取北京市冬季气溶胶吸光系数的方法研究

作者：张宇哲; 支国瑞^*; 靳文静; 张洋; 程苗苗; 李术元; 张红亮

来源：环境科学研究, 2019, 32(08): 1314-1323.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2018.12.07

• 吸光系数
• 黑碳仪
• 光学特性
• 北京市城区
• 光声消光仪

黑碳仪是最常用的气溶胶吸光碳测试仪器,但其测得的吸光性能受到滤膜多重散射效应、颗粒物散射效应、颗粒物遮蔽效应的影响,只能算是bATN(光衰减系数),而不是bin-situ(原位吸光系数).虽然已有学者提出几种将bATN转换为bcor(校正后吸光系数)的算法,但多是基于实验室模拟或高海拔地区气溶胶而开展的,与我国城市的气溶胶在理化性质方面有明显差别.为探索我国城市气溶胶将bATN转换为bcor的问题,于2016—2017年冬季在北京市城区使用黑碳仪及光声消光仪分别测量bATN和bin-situ,在分析多种算法的基础上,提出了面向城市气溶胶的校正方法.结果显示:在我国北方城市(以北京市为例),适应城市气溶胶的f值(遮蔽因子,为计算遮蔽校正系数的一个参数)为1. 13,C (综合散射效应系数)为5. 44;使用这些校正系数,将观测点由黑碳仪获取的bATN转换为bcor.与光声消光仪测定的bin-situ对比发现,无论是滤膜样点周期内还是长期观测时间内,bcor与bin-situ均呈一致性,其中,长期观测时间内二者的相关性表达为y=0. 954x+0. 829(r2为0. 996),证明了校正方法的有效性和可信性.研究显示,bcor与bin-situ整体相关性较高,并且获得了本地化的校正因子,实现了仅通过黑碳仪获取准确颗粒物吸光系数的目的.

• 单位
  环境基准与风险评估国家重点实验室; 中国石油大学（北京）; 河南师范大学; 中国环境科学研究院