宁夏气溶胶和CCN分布的飞机观测研究.pdfVIP

宁夏气溶胶与CCN分布的飞机观测研究① 刘晓莉 牛生杰 桑建人 吕晶晶 陆春松 徐 杰 (南京信息工程大学大气物理与大气环境重点开放实验室，南京210044) 摘 要：2007年7月31日在宁夏银川进行了气溶胶和CCN的飞机观测。对观测资料的分析表明，逆温 层与气溶胶和CCN浓度增加有较好的对应关系；气溶胶浓度与CCN浓度均具有很大的水平不均匀性；在不 同高度层，不仅气溶胶数浓度存在差异，气溶胶中可充当CCN的气溶胶数日也存在差异。 关键词：气溶胶；云凝结核；飞机观测 引言 气溶胶浓度及化学性质的变化会影响CCN的浓度及活化谱分布，气溶胶及CCN浓度的多少会影 响云滴的浓度及大小分布，进而对云和降水以及气候变化产生影响。国外对于CCN的研究进行较早。 中有一临界过饱和度Sf，该值小于2％；CCN浓度较高时抑制形成降水的碰并过程，CCN对冷云降水 过程也有影响，因结凇效率受云滴大小的影响。Snider[21等在西班牙无污染和中度污染的地区上空进 变化与CN和PM2．5的相似，光化学产生的次级有机污染物可作为凝结核的主要粒子。 国内对于CCN的研究也有一定历史，1983年游来光口1等在“北方层状云人工降水试验研究”中利 用MEE一130型CCN仪进行的观测研究；同年，在新疆也进行了地面观测分析，讨论了云凝结核数浓度 日变化类型、来源等[61；1984年8月份在山东半岛南部沿海地区进行了航飞观测，得出沿海地区CCN CCN凝结核的谱型，浓度随饱和度、天气状况及一些气象要素变化的关系[93；2005年6—8月，石立新 等使用DMTCCN仪对石家庄市的地面CCN进行了定点观测[1引。 气溶胶及CCN浓度具有很大的地域差异，对当地云和降水进行准确预报及人工影响，需要对该地气溶胶 及CCN分布特征进行系统研究，从微物理过程上认识云和降水发展演变机制，降水效率及人工影响潜力。 1 观测介绍 2007年7—8月在宁夏进行了气溶胶、CCN及云滴微物理特性的飞机观测。同时在飞机安装了机 头为前向散射滴谱测量仪，用于云滴的浓度和尺度观测等，使用量程为1和3两个，1量程2～32Ilm、3 MeasurementTech一 过程中同时使用了机载温湿仪。CCN观测使用的仪器是美国DMT公司(Droplet ①国家自然科学基金重点项目(批准号．江苏省气象灾害重点实验室项目(批准号：KLME060202)共同资助 ·778· CCN Counter)。本文选取7月31日在银川 nologies)生产的连续气流纵向热梯度云凝结核仪(DMT 进行飞机探测得到的气溶胶和CCN浓度资料进行分析。 2 结果分析 飞机探测方式选取上升探测和水平探测两种。08：18一08：20时段(图1)，飞机从1200m爬升至 2100m，在2100m进行水平探测，08：28，飞机继续爬升。在1200,-．一2100m的爬升探测中，探测到的温 度出现四个逆温层。每个逆温层附近均对应气溶胶浓度的增加，可见逆温层的存在导致气溶胶的累积。 在逆温层以外的高度层，气溶胶浓度随高度的增加呈减少趋势。然而，CCN浓度随高度没有逐渐减少 的趋势，在1500rn附近出现浓度极大值。逆温层位置与CCN浓度增加也有较好的对应关系。 瑚 2．2咖 咖 亘 越 咖 恒 冒一髓倌 i枷 t姗 0 2∞4006008∞100012∞ 温度(℃)