气溶胶及其气候效应解析.ppt

气溶胶及其气候效应 指导教师：王丽萍 气溶胶及其气候效应 1. 气溶胶的来源及分类 2. 气溶胶的影响因素 3. 气溶胶的气候效应 1.1气溶胶的来源 气溶胶粒子是指悬浮在大气中的直径 -10 微米的固体、液体粒子，它相对湿度比较高、气温比较低、含有煤烟颗粒物时破坏生态环境 ,影响人类身体健康。 气溶胶是由不同的过程产生的，其中包括自然过程（例如沙尘暴，火山爆发，岩石或土壤风化，海洋中浪花飞溅的盐粒，流星飞逝后留下的灰烬）和人为过程（例如化石燃料及生物质燃烧）。 大气中对流层气溶胶的浓度在最近几年由于人类活动的排放（既有气溶胶本身的排放，也有其前体物的排放）而有所增加，从而使得 增加。 1.2气溶胶的分类 气溶胶可分有机气溶胶和无机气溶胶 , 也可分为生物气溶胶和非生物气溶胶。 英国伦敦型烟雾和美国洛杉矶型光化学烟雾就为二次有机气溶胶。 英国伦敦型烟雾主要是由居民或工厂用煤取暖排放的煤烟和冬季早晨的雾相伴而生，构成这类烟雾的一次污染物是 SO2和煤尘，它的二次污染物主要是硫酸雾和硫酸盐气溶胶。当大气相对湿度比较高，气温比较低，含有煤烟颗粒物时，SO2发生催化反应而形成硫酸雾 一种强氧化剂： 2SO2 +2H2O +O2 →2H2SO4(雾) (催化剂-煤尘) 与此同时 ,如果大气中有 NH3 存在 ,则可形成硫酸铵气溶胶。 汽车尾气排放物含有氮氧化物和碳氢化合物等 ,它们本来就危害人类健康和生态环境 ,它们的光化学反应可以使NO 转化成NO2 ,碳氢化合物氧化,生成臭氧和其它氧化物(如过氧乙酰硝酸酯等) ,它们的后续反应可以产生二次有机气溶胶 ,进而导致了洛杉矶型光化学烟雾的形成。 洛杉矶型光化学烟雾是白色烟雾 ,大气能见度低 ,具有特殊气味 ,刺激眼睛和咽喉粘膜 ,使呼吸困难 ,人类和动物窒息而死。而O3 浓度的增加可使橡胶制品开裂 ,植物叶片变黄甚至枯萎。 生物气溶胶，如孢子、细菌、花粉等。 生物气溶胶可对一些特定职业产生危害。生活 在空气这个最佳媒介中的生物气溶胶机动性很大，其引发的病症也难以捉摸. 生物气溶胶所引起各种呼吸道疾病已得到医学界的广泛关注。 2 气溶胶的影响因素 降雨对气溶胶的冲刷作用 北方城市季节采暖对气溶胶浓度的影响 降雨对气溶胶的冲刷作用： 降雨的冲刷作用与雨强关系密切。表1列出了1986年6-7月在上海观测到的不同雨强时的大气气溶胶粒子数密度。 雨强越大，冲刷作用越明显，且对粗粒子的冲刷作用明显，而对细粒子也有相当的冲刷作用。降水的净化作用使雨后空气清新。 北方城市季节采暖对气溶胶浓度的影响 我国北方城市冬季取暖，对空气质量有明显影响。北京的观测表明， 在晴天条件下，由采暖引起的烟尘污染并不严重，但在多云和阴天的天气条件下，采暖引起的空气污染相当严重，其瞬时粒子数密度可高达1600个/cm3。 图2曲线1北京采暖期前（10月21~26）曲线2采暖期间（11月24~29）实测平均谱 3 气溶胶的气候效应 3.1 气溶胶影响气候的途径 3.2 沙尘气溶胶的气候效应 3.3 黑碳气溶胶的气候效应 3.1 气溶胶影响气候的途径 气溶胶通过两条途径影响气候系统 :一是通过吸收和反射太阳与地球辐射影响气候系统 ,这种影响称之为气溶胶的直接辐射效应; 另一是作为云滴中的云凝结核(CNC)改变云的光学特性和生命周期 ,这种影响成为气溶胶的间接辐射效应。 气溶胶的辐射强迫不仅依赖于它们的空间分布，而且依赖于它们的粒子大小，形状，化学组成以及水循环中的其它因子（如云的形成）。 从观测试验和理论的角度看，考虑所有的因子，给出气溶胶辐射强迫的精确估计十分具有挑战性。 气溶胶对气候变化、云的形成、能见度的改变、大气微量成分的循环及人类健康有着重要影响。 气溶胶粒子增加的直接效应是影响大气水循环和辐射平衡，这两种过程都会引起气候变化。气溶胶粒子对减弱太阳辐射的影响较大，因而气溶胶增加对气候的影响主要表现为使地表降温。 气溶胶粒子又是大气中最重要的云凝结核，气溶胶粒子增加对水循环的影响，一般也表现为使云滴数量增加，其气候效应也是使地表降温。 3.2 沙尘气溶胶 沙尘暴是沙尘气溶胶的气象表现形式，是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象，它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。 沙尘暴作为一种高强度风沙灾害，并不是在所有有风的地方都能发生，只有那些气候干旱、植被稀疏的地区，才有可能发生沙尘暴。 中国是东亚沙尘气溶胶的主要源区，其主要来源于沙漠和干旱地区的风损蚀及随风扬起过程，人类活动引起的土地利用的变化