大气气溶胶的光吸收特性是全球气候变化和区域天气的重要影响因素.随着国家重大光电工程技术的快速发展,近红外波段的大气气溶胶光吸收特性受到越来越多的关注.基于光声光谱技术,自行搭建了一套1064 nm波长气溶胶光学吸收系数测量装置,结合扫描电迁移率粒径谱仪对合肥近郊科学岛附近的大气气溶胶的光吸收系数和粒径谱进行了9d的连续测量,获取了气溶胶的光学吸收系数、粒子数浓度及粒径谱的长时间测量数据.基于测得的光吸收系数与粒子数浓度进行相关性分析.结果表明,当气溶胶粒径谱相对稳定时,气溶胶光吸收系数与数浓度之间具有很好的相关性,相关系数为0.62～0.99.此外,还观测到了夜间粒子的粒径增长过程.在该时段内粒子数浓度相对稳定,气溶胶粒子的平均粒径从120 nm左右增长到175 nm附近,其吸收系数随着粒径的增长从6 M m-1增加到17 M m-1.通过对吸收截面和粒子平均粒径之间的相关性进行理论拟合和分析可知,该时段内的气溶胶粒子更接近于面吸收体.最后,结合环境质量观测站点给出的空气质量监测数据,对测量期间出现的雾霾天、晴天、阴雨天等三种典型天气条件下的气溶胶粒子的光吸收系数和粒径谱的日变化测量数据进行对比分析.分析结果表明,三种天气条件下吸收系数和粒子数浓度的日变化趋势具有明显的气象特征:雾霾时段,环境中的粒子数浓度及其中的大粒子浓度逐渐增多,光吸收系数增大;晴天时,附近道路上的机动车在交通繁忙时段的尾气排放使得大气中的细粒子在短时间内急剧增多,导致光吸收系数显著增强;雨天时,降水对大气中的气溶胶粒子具有明显的清洗作用,使得环境中的粒子数浓度显著减少,导致其吸收系数变小.实际大气气溶胶光吸收系数的观测与相关测量数据的比对和分析结果验证了所建立测量装置的可靠性,也为近红外波段气溶胶光吸收特性的深入研究积累了经验.
光声光谱 大气气溶胶 光学吸收系数 1064nm波长