石家莊地區春季晴、霾天氣溶膠觀測研究

孫 霞,銀 燕*,孫玉穩,段 英,吳志會 (.南京信息工程大學中國氣象局大氣物理與大氣環境重點開放實驗室,江蘇 南京 0044；.河北省人工影響天氣辦公室,河北 石家莊 0500)

石家莊地區春季晴、霾天氣溶膠觀測研究

孫 霞1,銀 燕1*,孫玉穩2,段 英2,吳志會2(1.南京信息工程大學中國氣象局大氣物理與大氣環境重點開放實驗室,江蘇 南京 210044；2.河北省人工影響天氣辦公室,河北 石家莊 050021)

利用2006年和2007年河北省機載粒子探測系統(PMS)獲得的飛行探測資料,分析了石家莊地區春季上空大氣氣溶膠粒子的濃度垂直分布特征、不同高度上的譜分布和水平變化特征,并對粒子譜分布進行了負冪函數擬合.分析表明,霾天氣下的氣溶膠粒子數濃度高于晴天1個量級,達到104個/cm3;粒子平均直徑為0.13～0.26μm;氣溶膠粒子濃度水平變化受下墊面、云區等局地影響因子較大,受不同天氣狀況影響較小;負冪函數對細粒子譜分布有較好的擬合效果.

氣溶膠；垂直分布；水平分布；譜分布；機載PMS系統；石家莊地區

霾作為一種天氣現象,其本質是大氣氣溶膠的細粒子濃度增加,且粒子表面吸附了有害物質.不僅降低了能見度,也構成了對人體健康的危害.隨著經濟發展及城市化進程加速,人為排放的氣態污染物加劇了霾的生成.因此研究霾天氣下氣溶膠粒子的分布特征具有重要意義.

國外利用機載粒子探測系統(PMS)對大氣氣溶膠的觀測開始于 20世紀 70年代后期.如Twohy等[1]發現大多數氣溶膠的直徑＜0.20μm. Snider等[2]基于分析ACE-2試驗的觀測資料,認為相對濕度對氣溶膠粒子的大小分布有影響. Irena等[3]認為氣溶膠會對碰撞凍結產生的云滴譜分布有中等程度的影響.Lo等[4]研究了美國冬季風暴中降水粒子尺度譜分布.

我國氣溶膠的飛機觀測始于1982年,如游景炎等[5]利用中國氣象科學研究院購置的美國早期PMS的ASASP-100探頭曾對晴空大氣氣溶膠的分布進行過觀測分析.逐步運用到一些省份的外場試驗,取得了很多有價值的探測資料[6-10].以上這些觀測過程大部分是在晴空天氣下進行的,分別研究了氣溶膠粗、細粒子的濃度變化,粒子譜分布特征以及引起這些變化的氣象因素等.而對于霾天氣下的PMS觀測資料尚不多見,為此作者利用PMS粒子測量系統及天氣資料,分析了2006、2007年春季石家莊地區氣溶膠在晴、霾天條件下的垂直分布、水平分布、譜分布特征及大氣狀態的關系,為研究霾的形成機理提供飛機觀測依據.

1 飛行概況及分析方法

1.1 PMS觀測儀器

觀測使用的飛機是美國派珀飛機公司生產的夏延ⅢA型,加裝探測儀器后最大飛行高度8000m,巡航速度一般在 360～400km/h.機上裝載了由美國 PMI公司生產的氣溶膠粒子探頭(PCASP-100X)、前向散射滴譜探頭(FSSP-100-ER)、二維灰度云粒子探頭(OAP 2DGA-2)和二維灰度降水粒子探頭(OAP 2DGB-2). PCASP-100X探頭用于大氣中氣溶膠粒子的探測,它只有一個量程,其測量范圍為 0.10～3.00μm,整個量程被分為15個間隔不完全相等的測量通道,分辨率為0.02μm(在最小的測量通道上),采樣體積為1cm3/s,并可根據高度變化在0.5～1.5cm3/s之間調整.FSSPER探頭分為 4個量程(range= 0,1,2,3),每個量程測量范圍不一樣,4個量程合計覆蓋范圍1～95μm.每個量程下分為15檔,等間距.各探測儀器每秒鐘采樣一次.FSSP-100-ER探頭量程一般無云的時候用量程 3,有云的時候用量程 1.此外,飛機上還安裝了溫度計、露點儀、氣壓傳感器、液態含水量儀、GPS等設備.能夠得到云粒子濃度、含水量、粒子的平均直徑等數據的連續觀測資料,也可以得到溫度、露點、氣壓、高度、空速等資料[11].

1.2 觀測期間地面天氣實況及飛行概況

根據河北省2006年和2007年春季飛機人工增雨(大氣探測)資料庫,在確定觀測期間地面天氣實況時有一個區分霾與霧的問題.霧和霾的存在都會致使環境能見度的惡化.一般霧的厚度比較小,常見輻射霧的厚度大約從幾十米到一兩百米左右,霧滴尺度較大,從10μm到102μm;而霾是水平能見度小于 10km時,由非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙度小至μm大小.實際上近地層大氣中每時每刻總是有氣溶膠存在,而霧滴的存在是少見和罕見的.霾粒子要想通過吸濕增長成為霧滴,必須有足夠的過飽和度,這在自然界并不容易.在非飽和條件下,不但非水溶性的霾粒子不能轉化成霧滴,即便是水溶性的霾粒子一般也不可能吸濕轉化成霧滴[12].根據吳兌[13]提出的建議,將相對濕度＜80%時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化的天氣現象確定為霾,相對濕度＞90%時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化確定為霧,相對濕度介于80%～90%之間時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霾和霧的混合物共同造成的,但其主要成分應該是霾.

根據觀測期間宏觀記錄、機載儀器的相對濕度數據及天氣圖分析,可以確定2006年4月8日和2007年3月21日出現霾天氣,其中3月21日的大氣能見度僅為1300m.2006年4月29日與2007年5月20日為晴天,其中5月20日少云.

表1給出了4個日期架次的飛行時間與飛行航線統計.由表 1可知,飛行時間為 09:13:12～21:55:53,每個架次平均飛行時間為 2h 20min,飛行區域主要在石家莊市區和郊區.由機載測量系統PMS中探頭記錄數據得出飛行高度由地面至7000m高度.

表1 飛行概況Table 1 Flight survey

1.3 計算方法

各微物理量的計算方法如下式(1)、式(2).

式中:Di為i通道粒子的中值直徑,μm; N(Di)為單位體積內 i通道粒子的數濃度,個/cm3;N為單位體積內粒子總數,個/cm3;n(Di)為氣溶膠粒子數密度譜分布,個/(cm3?μm).數濃度值采用飛機上安裝的PCASP探頭中記錄的相關數據經處理后的氣溶膠濃度數據.

2 結果與分析

2.1 統計特征

表2 氣溶膠濃度及尺度統計結果Table 2 Statistical results of number concentration and diameter of aerosol particles

從PCASP粒子尺度來看,2006年4月8日氣溶膠小粒子直徑為 0.13μm,4月 29日為0.20μm,這兩日的平均值均約為0.12μm;2007年3月21日氣溶膠小粒子直徑為0.26μm,5月20日為 0.23μm,這兩日的平均值均約為 0.2μm.這些數據只是單次測量數據,不反映變化趨勢.有待于取得大量觀測數據后,進行統計,做進一步的研究.

結合表1和表2分析得出,氣溶膠粒子數濃度與地面大氣狀況等有關.2006年4月8日探測區域白天出現大風,風速達 11～13m/s,晚間出現靜風,出現霾天氣.白天,西北風帶來較多沙塵粒子,夜晚由于靜風狀況粒子水平輸送程度小,使得該日的氣溶膠小粒子數濃度高出其他架次測定值一個量級,達到104個/cm3.2007年3月21日平均直徑較大,大粒子較多,根據天氣實況飛行期間 16:00～17:00風向由東南偏東轉為東北風,得出由于氣溶膠傳輸方向突然改變而出現了曲線氣流,有些粒子特別是粒徑稍大的粒子,脫離氣流,這些粒子中有一部分沉積在地面或其他障礙物上[14].

2.2 垂直分布特征

以飛機上升或下降階段探測到的數據作為主要研究對象,飛機進行環繞爬升飛行.對所有數據資料0～600m、600～3000m、3000～6000m作分階段高度平均,來減少觀測數據的波動,從而使圖示能更明顯的表現出數濃度(N)、算術平均直徑(D)等參數的高度變化.圖1給出了4次探測過程中的數濃度、平均直徑以及大氣溫度的垂直分布廓線.

晴天狀況下,2006年4月29日(圖1c)氣溶膠數濃度隨高度的變化可分為2個階段: 0～2700m間,數濃度隨高度減小,期間由于幾個弱逆溫層的存在導致數濃度在逆溫層底出現積累現象(圖1d).結合相對濕度和云粒子探頭數據,平均直徑在進入云區約3200m出現最大值0.202μm,粗細粒子的最大值均出現在近地層.粗粒子數濃度的最大值僅為4.14個/cm3,對總粒子數濃度的貢獻極小.2700～5200m 間,數濃度隨高度變化不大.2007年5月20日(圖1g)數濃度在逆溫層底約2738m 出現極大值,此逆溫層強度為14.4℃/km(圖 1h),其后隨高度遞減.平均直徑在進入云區1500m和3926m出現極大值.粗粒子濃度極大值也出現在1500m左右,這是由于觀測期間該高度有云系存在,較大的相對溫度使部分吸濕性粒子活化成為凝結核,水汽在其上凝結使粒子增大,粗粒子數相對增多.

霾天狀況下,如2006年4月8日(圖1a).由于通常是晴朗的天氣,日照較強烈、濕度較低,如果遇到風速較小或靜風時,容易出現霾天氣[15].由于白天出現西北向大風,風速高達 13m/s,帶來大量風沙質粒,晚間出現靜風,出現霾天氣,其飛行主要在石家莊至藁城間,其間工廠排放大量廢氣.在人為源和大氣狀況的綜合作用下,氣溶膠數濃度量級達104個/cm3.706m高度出現逆溫層,強度為 7.8℃/km,使得粒子在該高度累積而出現極值.5000m上數濃度隨高度迅速減小.粗粒子數濃度極大值42.667個/cm3出現在721m,相比晴天高一個量級.2007年3月21日(圖1e)中,氣溶膠總數濃度整體隨高度遞減,在約1200和2400m出現弱逆溫,氣溶膠粒子在此積累,出現小峰值.粗粒子數濃度極大值45.867個/cm3出現在近地層.平均直徑在相對濕度出現極大值的6000m高度左右也出現極大值.

圖1 氣溶膠平均數濃度、平均直徑、溫度的垂直分布Fig.1 Vertical distribution of aerosol number concentration,mean diameter and atmospheric temperature

總體來說,有霾時氣溶膠粒子濃度很高,在3000m或5000m以上才開始明顯減少.而晴天時(2007年 5月 20日)氣溶膠低層濃度比較高,但1000m以上迅速減少.有霾時低層譜很寬,但高層譜較窄.無霾時(2007年5月20日)低層譜很寬但因飛行時穿越少量高云,導致粒子吸濕性增長,所以高層譜比較寬.2006年4月29日也是在3000m以上才開始明顯減少.由于對流層的氣溶膠是一個自然和人為源的包括固體和液體質粒的復雜的動力混合體系,雖然此處的細質粒可遠距離輸送,但是由于源區主要在地面,其中直接發射的大質粒常沉降在局地源區附近,故大多數氣溶膠質粒集中于對流層邊界層1～2km范圍內,并表現出具有最寬的尺度和最大變動性,4～5km以上,因地面直接發射的影響較弱,其尺度分布類似于穩定的背景氣溶膠[16].晴天狀況下氣溶膠濃度和直徑基本隨高度減小.無云情況下,0～1000m之間存在著氣溶膠的累積層,1km～3km間氣溶膠濃度隨高度遞減,3km以上氣溶膠隨高度變化不明顯.逆溫層嚴重影響氣溶膠粒子的垂直輸送、擴散,并造成氣溶膠在逆溫層內垂直分布不連續,粒子在逆溫層下累積;無逆溫時數濃度最大值出現在近地面附近;平均直徑在云區有明顯增加.霾天狀況下,氣溶膠數濃度比晴天下高,粗粒子數濃度可比晴天下高一個量級.相對濕度對粒子直徑有很大影響,濕度增大,粒子直徑增大;濕度降低,粒子直徑減小.

2.3 水平分布特征

氣溶膠的水平變化一般遠小于其在垂直方向上的變化.在研究氣溶膠的水平分布特征時,對平飛階段的數濃度和平均直徑進行30s平均.飛行過程中基本位于石家莊市區上空及周邊鄉鎮地區.所選平飛階段2006年4月8日5000m高度在市區和郊區環繞飛行,7000m高度主要在市區周邊的郊區平飛;2006年4月29日655m高度和 7000m高度均主要在郊區飛行,其間較少時間經過市區;2007年3月21日3310m高度上主要飛行于市區(長安區與裕華區)內;2007年5月20日3310m高度上橋東區及其附近工業園區飛行,5000m高度上主要在裕華區及其西邊郊區飛行.

氣溶膠質粒的水平輸送受 4種不同尺度空氣運動的影響,包括小尺度(＜10km),中尺度(10～10km),大尺度或天氣尺度(km)和全球尺度(＞103km)[16].石家莊地區春季氣溶膠輸送屬于小尺度空氣運動.小尺度空氣運動渦動擴散機制比較重要,在邊界層中表現明顯,受局地排放源的不均勻性影響,數濃度的水平分布除存在隨機波動外,還存在一定幅度的系統變化[16].

由圖2得出,粒子數濃度和平均直徑在水平方向上的分布是不均勻的.655m高度上,2006年4月 29日粒子數濃度的變化范圍是 3924.87～5598.18個/cm3,粒子尺度變化不大,為 0.125～0.129μm(圖2b).2007年3月21日的數濃度較晴天時同高度大,變化范圍為 4618.78～5983.27個/ cm3,平均直徑也較大,變化范圍是 0.247～0.254μm(圖2a).這是與2007年3月21日的霾天氣狀況相聯系的.

3310m高度上2007年3月21日與5月20日的粒子數濃度和平均直徑的水平變化(圖2c、圖 2d).3月 21日氣溶膠數濃度的最小值為108.93個/cm3,最大值為121.18個/cm3,粒子平均尺度變化范圍是0.185～0.192μm.5月20日平飛時間較短,數濃度最小值為 113.58個/cm3,最大值出現在17:53:42,為187.82個/cm3,由該平飛階段的航線圖可知此時正經過石家莊工業開發園區,工業廢氣等的排放可能導致上空氣溶膠數濃度偏大.粒子平均直徑變化幅度較小,為 0.197～0.198μm.

圖2e得出2006年4月8日霾天氣下高空仍保持較高的粒子濃度,飛行區域內最高值為5089.47個/(cm3?μm),此時飛機在石家莊上空平繞飛行,經過裕華區、長安區以及大郭鎮等周圍鄉村,導致濃度曲線出現波動,粒子濃度在經過郊區時出現低值,經過市區上空時,粒子濃度值回升.該高度上的氣溶膠平均直徑變化范圍很小,全部為細粒子,平均值為0.113μm.2007年5月20日晴天飛機主要在石家莊市裕華區西部郊區飛行,由于天氣狀況和飛行區域綜合原因,該高度上粒子濃度值低,整體呈下降趨勢(圖2f).

圖2 不同高度組上氣溶膠粒子的水平分布Fig.2 Horizontal distribution of aerosol particles at different high level groups

圖2g中7000m高度組上數濃度較5000m高度組值減小.2006年4月8日飛機主要在石家莊市區西部郊區沿線飛行,靠近市區時濃度有所增加.2006年4月29日數濃度高達104個/cm3,對這一層氣溶膠粒子譜的初步分析表明,粒子譜比下層有明顯的展寬,大粒子數增加明顯,卷云的影響是可能的因素之一.在11:32分和11:37分出現低值,飛機飛出云區.此時飛機在裕華區上空飛行.

總體來說,郊區氣溶膠數濃度低于市區或污染廠區.平均直徑與氣溶膠數濃度變化趨勢呈負相關,細粒子數多時候,氣溶膠數濃度增大,粗粒子數增大時,氣溶膠數濃度相對減小.縱向比較得出,高空氣溶膠的數濃度和平均直徑水平分布變化較低空幅度小,這是由于低空距地面的高度小,受下墊面和人類活動的直接影響.除2006-04-29飛行架次中 600m高度飛行個例,其余個例中粒子濃度與平均直徑平飛階段變化呈現負相關性.細粒子對氣溶膠濃度的貢獻值大.氣溶膠水平分布特征受下墊面、云區等局地影響因子較大,受不同天氣狀況影響較小.

2.4 平均譜分布特征

大氣氣溶膠是由許多尺度不同的粒子組成的,稱為多譜氣溶膠.描述多譜氣溶膠的最重要的物理量是它的濃度隨粒子尺度的分布,稱為粒度譜分布.氣溶膠的粒度譜分布式它在大氣中的運輸特性、壽命及其光學特性的決定因素之一[17].不同來源的粒子會有不同的譜分布,由于大氣條件的變化,會改變粒子的吸濕、碰并、凝結等微物理過程,從而使粒子譜發生變化[18].

圖3 不同高度組粗細粒子譜分布Fig.3 Size distribution of fine and coarse particles of different heights

由圖3可以看出,同一尺度的氣溶膠粒子在不同天氣狀況下的譜分布是有差異的.霾天氣(2006-04-08和 2007-03-21)下數密度譜往往較晴天天氣狀況下高出1～2個量級.細粒子數密度明顯大于粗粒子.

分析圖3中細粒子譜可以看出,細粒子譜分布在0.2μm左右處出現峰值,這可能是由于在氣～粒轉化過程由低揮發性的均質成核過程開始,形成約為0.2μm左右的小粒子.分析圖3中粗粒子譜分布可以看出,粗粒子譜分布在1.0μm附近有峰值.可能是由于在城市污染大氣中,直徑為0.5μm左右的原生粒子比較豐富,一些污染性氣體有可能在這些粒子上凝結使之增大成直徑為1.0μm左右的粒子.

尺度譜型類似,呈單峰或雙峰分布,且隨高度增加,峰值數密度值降低.細粒子譜分布中,600m高度組中,峰值直徑處,峰值數密度為 2007-03-21架次17603.73個/(cm3?μm);3000m高度組中,峰值數密度為 2006-04-08架次 1999.45個/ (cm3?μm); 5000m 高度組中,峰值數密度為2007-05-20架次1867.30個/(cm3?μm);7000m高度組中,峰值數密度為 174.55個/(cm3?μm).粗粒子譜分布中,600m高度組中,峰值直徑處,峰值數密度為 2007-03-21架次 38.61個/(cm3?μm); 3000m高度組中,峰值數密度為2006-04-08架次2.91個/(cm3?μm);5000m高度組中,峰值數密度為2007-05-20架次1.08個/(cm3?μm);峰值數密度為7000m高度組中,峰值數密度為2006-04-08架次0.37個/(cm3?μm).可以看出晴天與霾天氣狀況下的氣溶膠粗細粒子譜分布的峰值數密度最大值均出現在霾天氣狀況下.

晴天、霾天對比情況下,600m高度組中,霾天氣下氣溶膠細粒子譜分布在 0.2～0.35μm 及＞0.45μm后顯著大于晴天下.3000m高度組中,晴天、霾天的細粒子譜分布差別不大.5000m高度組中,直徑小于0.15μm小粒子譜分布在霾天氣下高于晴天.7000m高度組中,霾天氣下氣溶膠細粒子譜分布在0.15～0.35μm段之間顯著高于晴天.霾天氣下粗粒子譜分布值在總波段都是高于晴天同尺度粒子譜分布值的.有一個例外是 3000m高度組粗粒子譜分布上霾天2007年3月21日反而值最低,譜寬較窄,可能是由于此時處于密卷云云區,而云粒子多而較小,粗粒子數較少.

對 4個高度組中的細粒子譜分布圖進行平均,然后進行負冪函數擬合 nd=AD-b,負冪函數對積聚態粒子有較好的擬合效果.參數值如表 3.負冪函數表示的分布曲線在對數坐標中是一條斜率為-b的直線,A為該斜線的截距.隨高度增加, A值變小, b值相差不大.

表3 不同高度組細粒子譜分布按負冪函數擬合參數值Table 3 Parameters in fitting fine particle size distribution of different height groups in terms of negative power function

3 結論

3.1 逆溫層嚴重影響氣溶膠粒子的垂直輸送、擴散,并造成氣溶膠在逆溫層內垂直分布不連續,粒子在逆溫層下累積;無逆溫時數濃度最大值出現在近地面附近;平均直徑在云區有明顯增加.霾天狀況下,氣溶膠數濃度比晴天下高,粗粒子數濃度可比晴天下高1個量級.相對濕度對粒子直徑有很大影響,濕度增大,粒子直徑增大;濕度降低,粒子直徑減小.

3.2 氣溶膠的水平變化遠小于其在垂直方向上的變化.郊區氣溶膠數濃度低于市區或污染廠區.氣溶膠水平分布特征受下墊面、云區等局地影響因子較大,受不同天氣狀況影響較小.

3.3 霾天氣下的同尺度下氣溶膠數密度譜值一般要高出晴天下1個量級以上.

3.4 霾天氣下數密度譜往往較晴天天氣狀況下高出1～2個量級.細粒子數密度明顯大于粗粒子.粗粒子譜分布在1.0μm附近有峰值.細粒子譜分布在0.2μm左右處出現峰值,氣溶膠粗細粒子譜分布的峰值數密度最大值均出現在霾天氣狀況下.負冪函數對積聚態粒子有較好的擬合效果.

[1] Twohy C H, Durkee A, Huebert B J, et al.Effect of aerosol particles on the microphysics of coastal stratiform cloud [J].Climate, 1995,8:773-783.

[2] Snider J R, Guibert S, Brenguier J L.Lack of closure between dry and wet aerosol measurements:Results from ACE-2 [J]. AIP Conference Proceedings, 2000,534(1):627-631.

[3] Irena T Ivanova, Henry G Leighton.Aerosol-cloud interactions in a mesoscale model [J]. Joural of the Atomospheric Sciences, 2008,65:289.

[4] Lo K K, Passarelli R E. The growt h of snow in winter storms: An airborne observational study [J]. At. mos. Sci., 1982,39:697-706.

[5] 游景炎,段 英,游來光.云降水物理和人工增雨技術研究 [M].北京:氣象出版社, 1994:236.

[6] 何紹欽.西安市一次晴空氣溶膠粒子的觀測分析 [J]. 氣象, 1987,13(5):19-22.

[7] 王 慶.濟南市一次晴空氣溶膠粒子的特征分析 [J]. 山東氣象,1994,4:31-35.

[8] 楊 軍,周德福,宮福久.遼寧地區大氣氣溶膠粒子的垂直分布特征 [J]. 南京氣象學院學報, 2000,23(2):197-203.

[9] 郝立生,閔錦忠,段 英.衡水湖濕地氣溶膠分布的飛機觀測 [J].南京氣象學院學報, 2008,31(1):109-115.

[10] 岳巖裕,牛生杰,桑建人.干旱區云凝結核分布及其影響因子的觀測研究 [J]. 中國環境科學, 2010,30(5):593-598.

[11] 劉衛國,蘇正軍,王廣和.新一代機載PMS粒子測量系統及應用[J]. 應用氣象學報, 2003,14(增刊):11-18.

[12] 吳 兌.再論都市霧與霾的區別 [J]. 氣象, 2006,32(4):9-15.

[13] 吳 兌.霾與霧的區別和灰霾天氣預警建議 [J]. 廣東氣象, 2004,4:1-4.

[14] 圖 梅 S.大氣氣溶膠 [M]. 北京:科學出版社, 1984:156.

[15] 郭 軍.天津地區灰霾天氣的氣候特征分析 [J]. 城市環境與城市生態, 2008,21(3):12-15.

[16] 章澄昌,周文賢.大氣氣溶膠教程 [M]. 北京:氣象出版社, 1995: 228-230.

[17] 王明星.大氣化學 [M]. 北京:氣象出版社, 1991:78.

[18] 盛裴軒,毛 節,李建國,等.大氣物理學 [M]. 北京:北京大學出版社, 2003:25-29.

An observational study of aerosol particles tlsing aircroft over Shijiazhuang Area in clean and hazy days during spring.

SUN Xia1, YIN Yan1*, SUN Yu-wen2, DUAN Ying2, WU Zhi-hui2(1.China Meteorological Administation Key Laboratory for Atmospheric Physics and Environment, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China；2.Weather Modification Office of Hebei Province, Shijiazhuang 050021, China). China Environmental Science, 2011,31(5)：705～713

The vertical profile of number concentration and size distribution of aerosol particles at different altitudes over Shijiazhuang area were analyzed based on aircraft measurements conducted in Hebei Province in 2006 and 2007. The size distributions were fitted with negative power function. The number concentration and size distribution of different heights were significantly different. The number concentration of aerosol particles in hazy days was one order of magnitude higher than that in the clean days, reaching 104/ cm3. The mean diameter of particles ranged from 0.13 to 0.26μm. Concentration of aerosol particles was very sensitive to weather conditions and the underlying surface. The size spectra of fine mode particles could be satisfactorily fitted with a negative power function.

atmospheric aerosol；vertical distribution；horizontal distribution；size distribution；airborne Particle Measurement System；Shijiazhuang Aera

x131.1

A

1000-6923(2011)05-0705-09

2010-09-29

公益性行業(氣象)科研專項(GYHY(QX)2007-6-36);國家“973”項目(2006CB403706);江蘇省“333人才工程”項目;河北省氣象局科研開發項目“河北省霧霾天氣的飛機觀測研究”(10ky14)

* 責任作者, 教授, yinyan@nuist.edu.cn

孫 霞(1988-),女,河北石家莊人,南京信息工程大學碩士研究生,主要研究方向為大氣氣溶膠與云降水相互作用、大氣成分及其氣候效應.發表論文2篇.