云凝结核数浓度观测影响因子的实验室研究

doi:10.13209/j.0479-8023.2017.104

北京大学学报自然科学版 ›› 2018, Vol. 54 ›› Issue (4): 699-704.DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.104

云凝结核数浓度观测影响因子的实验室研究

陶江川¹, 赵春生^1,†, 马楠^1,2, 黄梦宇³

1. 北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871
2. Leibniz Institute for Tropospheric Research, Leipzig 04318
3. 北京市人工影响天气办公室, 北京 100089

收稿日期:2017-04-12 修回日期:2017-06-02 出版日期:2018-07-20 发布日期:2018-07-20
通讯作者: 赵春生, E-mail: zcs(at)pku.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(41590872, 41375134)资助

Laboratory Study of Factors Impacting Measurements of the Cloud Condensation Nuclei Number Concentration

TAO Jiangchuan¹, ZHAO Chunsheng^1,†, MA Nan^1,2, HUANG Mengyu³

1. Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871
2. Leibniz Institute for Tropospheric Research, Leipzig 04318
3. Beijing Weather Modification Office, Beijing 100089

Received:2017-04-12 Revised:2017-06-02 Online:2018-07-20 Published:2018-07-20
Contact: ZHAO Chunsheng, E-mail: zcs(at)pku.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

气溶胶的云滴活化能力影响云的微物理特性, 还表征气溶胶吸湿性的强弱。活化气溶胶(即云凝结核, Cloud Condensation Nuclei, CCN)的观测研究中的重要方法是CCN计数器(CCN Counter, CCNC)的应用。针对CCNC观测的影响因子进行了实验室研究。实验结果表明, CCNC所处的气压和设置的流量会对过饱和比产生等比例的影响, 而进气温度可能导致非线性的影响。实验中发现当气压差超过300 hPa时, CCNC气压调节装置会导致气溶胶的损失, 且损失的比例随着压差的增大而增大。在气溶胶浓度超过10000个/cm³、过饱和比低于0.2%时, 会出现对CCN数浓度的低估, 可能是由于水汽消耗导致CCN无法全部活化而不能被CCNC观测。研究结果及给出的建议对CCN的观测有指导意义, 同时有利于CCN数据的质量控制和分析工作。

关键词: 云凝结核, 云凝结核计数器(CCNC), 过饱和比, 大气气溶胶

Abstract:

Aerosol activity of forming cloud droplets affects cloud micro-physics and indicates aerosol hygroscopicity. Application of the cloud condensation nuclei (CCN) counter (CCNC) is an important method for studying CCN-active particles. Factors impacting measurements using CCNC are analyzed by laboratory study. In CCNC, variations of supre-saturations (SS) are found to be proportional to variations of the pressure and the flow-rate. Temperature conditions, under which CCNC is working, exhibit nonlinear influnces on SSs in CCNC. Varying aerosol losses with particle size due to the pressure adjustment is found when differential pressure is higher than 300 hPa. Underestimation of CCN number concentration is found when particle number concentration is higher than 10000/cm³ and SS in CCNC is lower than 0.2%. This is because only part of CCN-active particles can activate due to the vapor depletion in CCNC. The results and suggestions provide instructions for CCN measurment and would help improving quality control and analysis of CCN data.

Key words: cloud condensation nulcei, CCN Counter (CCNC), super-saturation, atmospheric aerosol

中图分类号:

P414

陶江川, 赵春生, 马楠, 黄梦宇. 云凝结核数浓度观测影响因子的实验室研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2018, 54(4): 699-704.

TAO Jiangchuan, ZHAO Chunsheng, MA Nan, HUANG Mengyu. Laboratory Study of Factors Impacting Measurements of the Cloud Condensation Nuclei Number Concentration[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2018, 54(4): 699-704.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://xbna.pku.edu.cn/CN/10.13209/j.0479-8023.2017.104

https://xbna.pku.edu.cn/CN/Y2018/V54/I4/699

[1]	于仁杰, 赵春生, 薛惠文, 马楠, 陶江川, 付仕佐, 张健鹏, 旷烨, 刘宏剑, 边宇轩. FLUENT对云凝结核计数器云室内气流特征的模拟研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2017, 53(5): 817-824.
[2]	邢莉,傅宗玫. 有机气溶胶对中国境内云凝结核数量的贡献研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2015, 51(1): 13-23.
[3]	马楠,赵春生,邓兆泽,陶江川,于仁杰,陈静,边宇轩. 一种改进的DMT云凝结核计数器过饱和比标定方法[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2014, 50(5): 805-811.
[4]	邓兆泽,赵春生,马楠,张蔷,黄梦宇. 一种快速测量高粒径分辨率气溶胶活化率曲线的方法[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2012, 48(3): 386-392.
[5]	董华斌,曾立民. 一种在线测量大气中气态氨和颗粒相铵离子浓度的方法[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2007, 43(6): 816-821.
[6]	郇宁,曾立民,邵敏. 气溶胶中有机碳及元素碳分析方法进展[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2005, 41(6): 957-964.

云凝结核数浓度观测影响因子的实验室研究

Laboratory Study of Factors Impacting Measurements of the Cloud Condensation Nuclei Number Concentration

RichHTML

PDF

PDF (翻译版)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 6

编辑推荐

Metrics

留言