单颗粒气溶胶的吸湿增长模型及散射特性研究

摘要：

为研究亲水性和疏水性气溶胶的吸湿性差异引起的散射特性差异,基于热力学原理和表面吸附理论分别建立了两类气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了相对湿度为40％～90％范围内两类气溶胶的散射性质.结果 表明:亲水性粒子(以4种典型的无机盐为例)达到潮解点时,粒径随相对湿度的增大呈指数增长;而疏水性粒子(以烟尘为例)的粒径随着相对湿度的增加呈现非线性缓慢增长,该结果与实验测量值基本吻合.利用上述吸湿增长模型及实测的折射率-湿度增长规律,计算分析了在粒径为0.1～1.0 μm的范围内,相对湿度与气溶胶粒子散射增长因子的关系.研究发现,潮解后亲水性粒子散射增长因子呈指数增长,相对湿度为90％时,其值增大了几十倍,且氯化钠无机盐的散射因子增长曲线与实验结果吻合较好;而疏水性粒子的散射增长因子最大增至1.07,远小于亲水性粒子的数值.上述结果为气溶胶气候效应的评估、气溶胶浓度和大气能见度的精确测量提供了一定的理论支持.

关键词：大气光学、光散射、气溶胶、吸湿增长、离散偶极子近似法、散射增长因子

所属期刊栏目：40

分类号：O648.18;O436.2(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2020-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：9-16