干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 云降水结构与气溶胶PM10、PM2.5特性研究

Arid

	云降水结构与气溶胶PM10、PM2.5特性研究
	牛生杰; 雷恒池; 樊曙先; 刘晓莉; 李艳伟; 桑建人; 许潇锋; 许丹; 刘菲; 王静; 闵爱莲
完成单位	南京信息工程大学
登记(发布)日期	2010
中文摘要	本项目属于地球科学大气科学领域。为提高对各类降水形成机理的认识、揭示气溶胶PM10、PM2.5大气环境效应,项目以云降水宏微观物理结构、气溶胶理化、光学特性为研究对象,重点揭示了三类(层状云、积层混合云、对流云)降水形成的物理机制、强对流降水伴随的雷暴起电机理、PM10、PM2.5气溶胶理化和分布特征及其对空气质量影响。项目取得了五个方面的原创性成果。项目主要成果在江苏省降水监测预警、空气质量预报中得到推广应用。 (一)获得了层状云、积层混合云、对流云降水物理过程及降水机理的新认识。通过外场综合观测获得了层状云降水云粒子与降水粒子分布演变特征及层状云三层降水结构的新认识;在MM5中尺度模式中增加双参数显式云物理方案,结合云模式定量分析得出冰晶层、冰水混合层和暖层对层状云降水形成的贡献率;揭示了强对流降水中粒子谱分布演变规律;揭示了积层混合云形成的两种途径：积云并合扩展层化型和层云积化型;获得了积层混合云系降水机理的新认识;揭示了云并合的初始位置及其影响因素。 (二)优化了雷暴起电参数化方案,获得了雷电起电机理及其发生规律的新认识。揭示了雷电活动对云微物理过程及降水的影响;阐明了闪电发生前电场变化特征及云微物理演变特征;发现云底温度对初始闪电有明显影响;获得了作物布局对雷暴发生频次的影响规律。 (三)获得了气溶胶微物理、光学特征及其时空变化规律。揭示了各类沙尘天气中气溶胶质量浓度的变化特征;阐明了背景和沙尘天气中气溶胶谱分布的演变规律;获得了沙漠上空气溶胶质量浓度和粒子谱的垂直分布特征;建立了基于太阳光度计的气溶胶光学参数反演方法,获得了西部地区气溶胶光学厚度、粒子谱和散射系数季节和日变化特征;利用宽带消光法获得了12个一级辐射站1961～2003年的气溶胶光学厚度变化规律。 (四)揭示了PM10、PM2.5理化特性分布演变规律。获得了城市不同功能区(居民区、商业区、文教区、工业区、交通区、娱乐区)PM10、PM2.5、质量浓度的季节变化、日变化以及高度分布特征;计算了四类主要排放源(扬尘、建筑尘、燃煤尘和冶炼尘)对南京城市和郊区大气中PM2.5的贡献率;揭示了PM2.5中17种化学元素的体积分数、质量分数以及富集系数的分布特征,探讨了本底大气PM10质量浓度和粒径分布特征。 (五)获得了气溶胶分布演变特征对成云可能影响的观测事实。获得了不同天气条件下的大气冰核浓度,得出冰核浓度与风、降水、天空状况等的关系;利用飞机观测获得了空中冰核分布特征;进行地面和空中云凝结核(CCN)观测,发现沙尘过程CCN浓度没有明显增加,获得了层状云中CCN浓度垂直分布特征。上述成果深化了对降水云系宏微观物理结构的认识,为深入研究降水形成演化机理提供了新思路;为提高降水预报准确度提供了新的理论基础;丰富了PM10、PM2.5气溶胶理化特性的研究内容;推进了我国PM2.5气溶胶环境效应及其对大气呼吸层空气质量影响的成因认识,为我国空气质量监测预报业务提供了新的科学依据。在气溶胶对成云的可能影响上也获得了新的观测事实。本项目主要完成国家自然科学基金重点项目1项、面上项目2项,发表代表性论文49篇,其中SCI(E)收录5篇EI收录4篇,CPCI-S(原ISTP)收录1篇。主要论文被中文期刊引用296篇次(他引220篇次)。其成果受到国际、国内同行广泛的好评和重视,在业务及服务部门得到应用推广。
中文关键词	降水 ; 形成机理 ; 云粒子 ; 降水粒子 ; PM10 ; PM2.5
成果类型	基础理论
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	P426.6
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001498615
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242644
推荐引用方式 GB/T 7714	牛生杰,雷恒池,樊曙先,等. 云降水结构与气溶胶PM10、PM2.5特性研究[Z]. 基础理论,2010.