基于太陽(yáng)光度計(jì)的天津城區(qū)氣溶膠光學(xué)特性

劉敬樂(lè),姚 青,蔡子穎,韓素芹

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基于太陽(yáng)光度計(jì)的天津城區(qū)氣溶膠光學(xué)特性

劉敬樂(lè)1*,姚 青1,2,蔡子穎1,2,韓素芹1

(1.天津市氣象科學(xué)研究所,天津300074；2.天津市環(huán)境氣象中心,天津 300074)

利用2013~2014年天津大氣邊界層觀(guān)測(cè)站的CE318太陽(yáng)光度計(jì)觀(guān)測(cè)資料,分析天津氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)和波長(zhǎng)指數(shù)()的分布特征.結(jié)果表明,天津地區(qū)AOD440nm和AOD500nm均值分別為0.99±0.34和0.87±0.30,波長(zhǎng)500nm下AOD月均最高值為1.41±0.79,出現(xiàn)在2013年6月,最低值為0.49±0.92,出現(xiàn)在2013年11月.AOD的季節(jié)變化特征為春季受沙塵天氣影響,最低(0.85±0.32),夏季受高溫天氣條件影響,新生小粒子占比較多,最高(1.16±0.29),根據(jù)分布特點(diǎn),影響天津地區(qū)的主要?dú)馊苣z類(lèi)型為城市—工業(yè)氣溶膠.造成春季AOD高值(AOD32)情況出現(xiàn)是受粗、細(xì)模態(tài)氣溶膠粒子共同影響,夏季AOD高值出現(xiàn)主要是受細(xì)模態(tài)粒子影響,同時(shí)細(xì)粒子吸濕增長(zhǎng)特性對(duì)AOD增長(zhǎng)有較大影響.冬季AOD高值出現(xiàn)同樣主要受細(xì)模態(tài)氣溶膠粒子影響,其氣溶膠粒子粒徑高于夏季.對(duì)比沙塵、霾及非污染天氣條件下AOD和的差別,發(fā)現(xiàn)霾天氣下AOD和最高,分別為1.41±0.68和1.17±0.29,沙塵天氣下AOD為0.99±0.62,最低,為0.55±0.22.非污染天氣下AOD最低,為0.53±0.46.不同天氣條件下,隨AOD增長(zhǎng)均有先升高后降低的特征.

氣溶膠光學(xué)厚度；波長(zhǎng)指數(shù)；太陽(yáng)光度計(jì)；天津

氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)和?ngstr?m波長(zhǎng)指數(shù)()是表征大氣光學(xué)特性的基本參量,在一定程度上能夠反映區(qū)域大氣的污染程度和污染類(lèi)型, 可用于確定氣溶膠尺度和譜分布,是研究氣溶膠氣候效應(yīng)的關(guān)鍵因子[1-2].在氣溶膠光學(xué)特性研究中,地基遙感被認(rèn)為是精度較高的方法,常用于衛(wèi)星產(chǎn)品的檢驗(yàn)[3-5].目前,我國(guó)的氣溶膠地基遙感觀(guān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)主要有NASA建立的AERONET[6],中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)大氣科學(xué)分中心建立的CSHNET[7]和中國(guó)氣象局建立的氣溶膠光學(xué)特性觀(guān)測(cè)網(wǎng)(CARANET)[8],這些聯(lián)合觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)為全面研究我國(guó)區(qū)域大氣氣溶膠特性提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ).

由于受地形和人為活動(dòng)共同影響,京津冀地區(qū)是我國(guó)氣溶膠區(qū)域污染比較突出的地區(qū)之一,近年來(lái)秋冬季霧霾和低能見(jiàn)度天氣頻發(fā).諸多學(xué)者研究了北京城區(qū)[6,9-10]、上甸子[11]、香河[6]、石家莊[12]等地AOD和α的年際、日、季節(jié)變化特征及其影響因素等開(kāi)展大量富有成果的研究.天津市作為京津冀區(qū)域的重點(diǎn)城市之一,隨著環(huán)渤海區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量迅速增長(zhǎng),顆粒物主要來(lái)源不僅包括一次排放的開(kāi)放源、煤煙塵和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣塵,還包括由氣態(tài)前體物二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO)、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)轉(zhuǎn)化生成的二次硫酸鹽、二次硝酸鹽和二次有機(jī)碳等.顆粒物來(lái)源呈現(xiàn)出顯著的復(fù)雜化,顆粒物的主要源類(lèi)相比之前更多,各主要源類(lèi)貢獻(xiàn)分擔(dān)率間的差異越來(lái)越小[13-15].目前天津市的環(huán)境空氣污染呈現(xiàn)冬季以煤煙型污染為主,其它季節(jié)以復(fù)合污染為主的雙污染類(lèi)型的特征,針對(duì)不同季節(jié)和不同天氣條件下氣溶膠消光特性開(kāi)展了一些研究[16-19],但基于地基遙感的氣溶膠光學(xué)特性研究還開(kāi)展較少.本文利用2013~2014年天津大氣邊界層觀(guān)測(cè)站的太陽(yáng)光度計(jì)數(shù)據(jù),結(jié)合氣象要素和污染物數(shù)據(jù),分析不同時(shí)間和天氣條件下AOD和的變化特征,旨在對(duì)影響天津污染物來(lái)源區(qū)分,為利用衛(wèi)星進(jìn)一步掌握天津地區(qū)氣溶膠分布奠定基礎(chǔ).及了解重污染地區(qū)存在的氣象—?dú)馊苣z—?dú)庀蟮姆答仚C(jī)制提供參考.

1 資料與方法

采樣點(diǎn)位于中國(guó)氣象局天津大氣邊界層觀(guān)測(cè)站(39°06′N(xiāo)、117°10′E,海拔2.2m,臺(tái)站編號(hào)為54517),位于天津市城區(qū)南部,能夠代表典型城區(qū),北距快速路約200m,東距友誼路約50m,西、南面為住宅區(qū),交通源對(duì)其有一定影響.觀(guān)測(cè)時(shí)間為2013年1月1日~2014年11月30日.

AOD數(shù)據(jù)由測(cè)站內(nèi)CE-318型自動(dòng)跟蹤掃描太陽(yáng)光度計(jì)觀(guān)測(cè)得出,該儀器屬于中國(guó)氣象局氣溶膠光學(xué)特性觀(guān)測(cè)網(wǎng)(CARANET)[20],CE-318光度計(jì)濾光片中心波長(zhǎng)分別為340,380,440,500, 670,870,936,1020,1640nm,各波段帶寬為10nm,儀器視場(chǎng)角為1°,太陽(yáng)跟蹤精度小于0.1.每年使用傳遞法法對(duì)儀器進(jìn)行一次標(biāo)定[12].觀(guān)測(cè)期間有效觀(guān)測(cè)天數(shù)為489d.其中夏季降水較頻繁,觀(guān)測(cè)日數(shù)偏少,2013年10月份由于儀器標(biāo)定,觀(guān)測(cè)日數(shù)較少.PM2.5質(zhì)量濃度由美國(guó)Thermo公司TEOM系列RP1400a環(huán)境顆粒物檢測(cè)儀測(cè)定.RP1400a采樣流量為16.7L/min,檢測(cè)限為0.06μg/m3,測(cè)量范圍為0~1500μg/m3,質(zhì)量分辨率為0.01μg/m3.

?ngstr?m波長(zhǎng)指數(shù)()[21]由下式得出:

式中:為觀(guān)測(cè)波段的波長(zhǎng),τ是對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)氣溶膠光學(xué)厚度,文中使用波長(zhǎng)指數(shù)為(440-870)nm.較小的代表較大粒徑的氣溶膠粒子為主控粒子,反之較大的代表較小粒徑的氣溶膠粒子為主控粒子,沙塵氣溶膠一般為-1￡￡0.5[22],海鹽氣溶膠為1.1￡￡1.8[23],生物質(zhì)燃燒氣溶膠為1.2￡￡2.3[24],城市-工業(yè)氣溶膠一般為1.1￡￡2.4[24].

2 結(jié)果與討論

2.1 氣象背景分析

觀(guān)測(cè)期間,天津城區(qū)平均氣溫為(14.7± 11.2)℃,相對(duì)濕度為(51±22)%,風(fēng)速為(1.4±0.8)m/ s.按照3~5月為春季,6~8月為夏季,9~11月為秋季,12~2月為冬季來(lái)進(jìn)行季節(jié)劃分,較之近30年(1980~2010年)天津城區(qū)氣候標(biāo)準(zhǔn)值,冬季溫度偏高2.3℃,風(fēng)速偏低0.5m/s,秋季相對(duì)濕度為(54±22)%,較近30年偏低約7%,夏季多雨,相對(duì)濕度較其他季節(jié)高,氣溫較近30年偏高1.2℃.根據(jù)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《霾的觀(guān)測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》[25],以能見(jiàn)度日均值低于10km,相對(duì)濕度日均值小于80%,PM2.5質(zhì)量濃度日均值大于75μg/m3的天氣條件視為霾日,觀(guān)測(cè)期間冬季霾日數(shù)為94d,占冬季日數(shù)的63%.按照《地面氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范》[26]的規(guī)定以地面觀(guān)測(cè)記錄中揚(yáng)沙、浮塵或沙塵暴天氣記錄出現(xiàn)的情況視為沙塵日,觀(guān)測(cè)期間出現(xiàn)沙塵天數(shù)61d,其中春季沙塵天數(shù)占總沙塵天數(shù)的82%.根據(jù)《地面氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范》[26]和氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《霾的觀(guān)測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》[25],以能見(jiàn)度日均值大于10km,PM2.5質(zhì)量濃度日均值小于75μg/m3,且無(wú)降水的天氣視為非污染天氣.觀(guān)測(cè)期間春季、夏季、秋季、冬季非污染天數(shù)分別為107d,79d,80d和55d.

綜上所述,觀(guān)測(cè)期間天津氣象特點(diǎn)主要為春季多沙塵天氣,夏季高溫高濕,秋季較往年干燥,冬季氣溫偏高,多霧霾天氣.

2.2 AOD和α的月、季節(jié)分布特征

表1 部分地區(qū)AOD觀(guān)測(cè)結(jié)果

2013~2014年觀(guān)測(cè)期間天津地區(qū)AOD440nm和AOD500nm均值分別為0.99±0.34、0.87±0.30(以月均值統(tǒng)計(jì)得出).表1中給出國(guó)內(nèi)部分城市AOD的長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)結(jié)果,可見(jiàn)天津地區(qū)AOD與北京城區(qū)[9,12],長(zhǎng)三角地區(qū)[27-28]及周邊城市[29-30]觀(guān)測(cè)值接近,高于中部地區(qū)[31],南方沿海城市[32]及大氣本底站結(jié)果[14,33].天津地區(qū)氣溶膠在觀(guān)測(cè)期間處于較高水平.

研究顯示,觀(guān)測(cè)期間8個(gè)波段的AOD變化趨勢(shì)一致,AOD隨波長(zhǎng)增加而遞減,這一特征符合一般大陸型氣溶膠光學(xué)厚度與波長(zhǎng)的關(guān)系[34].為了與TERRA/AQUA-MODIS傳感器的Level2AOD反演產(chǎn)品進(jìn)行星地對(duì)比研究[35],本文選擇能夠代表研究區(qū)域內(nèi)氣溶膠粒子在整個(gè)短波譜段消光平均狀況的500nm處的AOD500nm觀(guān)測(cè)值為分析對(duì)象(后文中不再特殊說(shuō)明)

天津地區(qū)AOD月變化如圖1所示,AOD月均值最高為1.41±0.79,出現(xiàn)在2013年6月,最低值為0.49±0.92,出現(xiàn)在2013年11月,各月內(nèi)AOD值變化明顯,最低值差別較小,最高值均達(dá)到2.0以上,多數(shù)情況下各月均值高于中位值,2013年1、3、6月和2014年2、3、8、10月AOD的75%分位值均達(dá)到1.5以上.

圖1 AOD月變化

中間線(xiàn)、空心點(diǎn)、頂端、底部值分別代表中位值、平均值、75%、25%,上下誤差棒分別代表最高及最低值

圖2顯示,不同季節(jié)天津市AOD分布存在夏季>春季>冬季>秋季的特征.AOD夏季較高的特征與以往多數(shù)城市環(huán)境地區(qū)的研究結(jié)果一致[9,12,27,30,36].從AOD季節(jié)變化可以發(fā)現(xiàn),各季節(jié)最低值較為接近,最高值出現(xiàn)在冬季,且冬季中位值與75%分位值差別較大,可見(jiàn)冬季AOD變化幅度較大,其次為夏季、春季,秋季變化幅度相對(duì)較小.天津春季易受到北方沙塵天氣南下或局地?fù)P塵影響[37],沙塵氣溶膠的長(zhǎng)距離輸送對(duì)應(yīng)較低PM2.5值時(shí)出現(xiàn)的較高AOD情況,局地?fù)P塵污染的滯留會(huì)造成春季AOD短期快速增長(zhǎng).夏季,高溫、強(qiáng)太陽(yáng)輻射和低風(fēng)速的氣象條件有助于光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二次污染物生成和累積,造成氣溶膠消光性增強(qiáng)[38].高濕度條件使得氣溶膠吸濕增長(zhǎng),相對(duì)于觀(guān)測(cè)到的干氣溶膠質(zhì)量濃度,其AOD明顯增高.同時(shí),由于夏季對(duì)流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)盛,氣溶膠隨對(duì)流運(yùn)動(dòng)混合均勻[39],甚至出現(xiàn)氣溶膠質(zhì)量濃度高低空分布反置,近地面氣溶膠濃度較低時(shí),仍可出現(xiàn)高AOD的情況.天津秋季以干冷天氣為主,冷空氣活動(dòng)頻繁,風(fēng)速增強(qiáng),濕度較低,污染物不易積聚,地面細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度和AOD均較低.冬季,大氣層結(jié)穩(wěn)定,逆溫出現(xiàn)頻率高,污染物擴(kuò)散條件差,特別是在霧霾天氣中AOD會(huì)出現(xiàn)明顯升高[40],2013~2014年冬季天津出現(xiàn)了多次嚴(yán)重霧霾過(guò)程是造成地面污染物濃度和AOD均較高的主要原因.

一般情況下范圍為0~2.由圖4可見(jiàn),季節(jié)分布特點(diǎn)表現(xiàn)為,夏季(1.16±0.29)>冬季(1.08±0.29)>秋季(0.96±0.34)>春季(0.85±0.32).這種分布特征與北京[9]、徐州[30]以及鄭州[36]的結(jié)果接近.春季,的75%分位值低于1.1,根據(jù)城市-工業(yè)氣溶膠一般為1.1α2.4[24],沙塵氣溶膠一般為-1α0.5[22],可見(jiàn)天津春季是受細(xì)粒徑的城市工業(yè)氣溶膠氣溶膠和粗粒徑的沙塵氣溶膠共同影響.夏季,的25%分位值高于1.0,中位值高于1.25,可見(jiàn)天津夏季是以較細(xì)粒徑的城市-工業(yè)氣溶膠為主控模態(tài),這可能與夏季持續(xù)高溫條件下光化學(xué)反應(yīng)加速細(xì)粒子的生成有關(guān).秋、冬季,主要分布在0.9~1.2之間.可見(jiàn),根據(jù)的季節(jié)分布特點(diǎn),天津主要受城市-工業(yè)氣溶膠類(lèi)型的氣溶膠影響.夏、冬季主要以人為活動(dòng)排放氣溶膠為主的結(jié)果與衛(wèi)星反演結(jié)果比較一致[41].

圖2 AOD季節(jié)變化

圖4 α季節(jié)變化

2.3 各季節(jié)氣溶膠類(lèi)型區(qū)分

根據(jù)Gobbi[42]提出的圖形坐標(biāo)系方法, ?ngstr?m波長(zhǎng)指數(shù)隨波長(zhǎng)的變化=(440-670)nm-(670-870)nm為負(fù)時(shí),說(shuō)明以細(xì)模態(tài)氣溶膠為主,而正值反映了粗、細(xì)模態(tài)共同影響.以折射率=1.4-0.001為參考,采用雙模態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)分布的(440-870)nm和函數(shù)建立坐標(biāo)系,通過(guò)計(jì)算?ngstr?m波長(zhǎng)指數(shù)曲率d/d,用和(440-870)nm的散點(diǎn)分布來(lái)區(qū)分氣溶膠類(lèi)型,從而得到細(xì)模態(tài)氣溶膠對(duì)AOD670nm的貢獻(xiàn)比例()和細(xì)模態(tài)粒子的尺度.同時(shí),根據(jù)氣溶膠細(xì)粒子的吸水性會(huì)導(dǎo)致氣溶膠粒徑增長(zhǎng)和的增加,而云干擾僅會(huì)導(dǎo)致的增加,氣溶膠細(xì)粒子粒徑保持不變,從而區(qū)分AOD670nm的增加是由于細(xì)模態(tài)粒子的吸濕增長(zhǎng)還是由于云干擾使粗模態(tài)粒子增加的原因引起的.

從圖5a可以看出,春季AOD高值(AOD32)的情況主要出現(xiàn)在>0,<30%的區(qū)域和<0,約為70%的區(qū)域.這說(shuō)明天津城區(qū)春季受粗模態(tài)粒子和細(xì)模態(tài)粒子的共同影響.對(duì)比其他季節(jié),>0,<30%的區(qū)域內(nèi)AOD高值點(diǎn)明顯增多,這是由于春季多沙塵天氣造成粗模態(tài)氣溶膠較多.圖5b中,夏季AOD32的高值情況主要出現(xiàn)在<0,70%<<90%的區(qū)域,氣溶膠粒徑大小約在0.15~0.25μm之間,并隨減小有所增長(zhǎng)、有所下降.這說(shuō)明,天津城區(qū)夏季高AOD情況主要為細(xì)模態(tài)粒子影響,同時(shí)細(xì)粒子的吸水性對(duì)AOD增長(zhǎng)有很大影響.秋季(圖5c)較其他季節(jié)AOD32的情況出現(xiàn)較少,高AOD的情況主要分布在<0,70%<<90%的區(qū)域.冬季(圖5d)高AOD (AOD32)的情況集中出現(xiàn)在<0,70%<<90%,氣溶膠粒徑約為0.2μm的區(qū)間內(nèi).可見(jiàn),冬季仍以細(xì)模態(tài)氣溶膠粒子對(duì)AOD的影響為主,與夏季相比,冬季氣溶膠粒子粒徑較大.根據(jù)以往研究結(jié)果[43],在冬季AOD較高的污染天氣條件下,較高的氣溶膠濃度會(huì)造成氣溶膠碰并增加,同時(shí)二次硫酸鹽氣溶膠的吸濕過(guò)程和黑碳?xì)馊苣z的老化過(guò)程均會(huì)使氣溶膠粒徑增長(zhǎng),減小.

圖5 各季節(jié)δα隨AOD670nm和α的變化

2.4 霾、沙塵和非污染天氣中AOD與α的分布特征

表2 不同等級(jí)霾天氣下的AOD和α

通過(guò)對(duì)比天津城區(qū)在沙塵、霾和非污染天氣條件下的AOD和,可以發(fā)現(xiàn),不同天氣條件下的AOD和存在較大差別.其中霾天氣下的AOD(1.41±0.68)和(1.17±0.29)均為最高.沙塵天氣下的AOD為0.99±0.62,其(0.55±0.22)最低,非污染天氣下AOD(0.53±0.46)最低.此結(jié)果與北京沙塵天氣[44]和霧霾[45]天氣AOD和分布比較接近.同時(shí),此結(jié)果與龍鳳山[33]沙塵和霾天氣下的分布較一致,但區(qū)別于其AOD分布,天津霾天氣AOD較高,說(shuō)明天津地區(qū)是以城市-工業(yè)氣溶膠為主要的污染類(lèi)型.

由圖7可以看到,隨AOD升高,均先增高而后降低.沙塵天氣下AOD<2時(shí)變化范圍較大(0.06~0.9),說(shuō)明大氣受地面揚(yáng)塵、沙塵和城市-工業(yè)氣溶膠的共同影響, AOD32時(shí)明顯降低(0.39±0.15),可見(jiàn)沙塵等粗粒徑氣溶膠對(duì)消光作用影響較大.霾天氣下,在AOD<2時(shí),隨AOD增長(zhǎng)有所升高,說(shuō)明細(xì)粒徑氣溶膠對(duì)AOD增長(zhǎng)起主要作用,當(dāng)AOD32時(shí),隨AOD增長(zhǎng)有所下降,這種分布形式與北京污染天氣下的結(jié)果比較相似[46],造成下降的原因可能與污染天氣下較高的氣溶膠濃度造成氣溶膠碰并過(guò)程增多,二次硫酸鹽氣溶膠吸濕及黑炭氣溶膠老化有一定關(guān)系[47-49].表2中給出了不同等級(jí)霾[25]中AOD和分布,可見(jiàn)隨著霾等級(jí)升高AOD有所增長(zhǎng),各等級(jí)霾α均高于1.1.非污染天氣條件下(圖7c),AOD主要分布在1.5以下,且隨AOD增長(zhǎng)升高,可見(jiàn)細(xì)粒徑的城市-工業(yè)氣溶膠對(duì)AOD增長(zhǎng)起主要作用.在非污染天氣下,地面污染物濃度低,AOD31.5的情況出現(xiàn)較少,且隨AOD增長(zhǎng)明顯下降,其原因可能與沙塵等粗模態(tài)氣溶膠隨高空氣流遠(yuǎn)距離傳輸有關(guān)[50].

圖6 沙塵、霾和無(wú)污染天氣條件下AOD和α

圖7 沙塵、霾和無(wú)污染天氣條件下AOD和α的關(guān)系

3 結(jié)論

3.1 2013年1月~2014年11月間,天津地區(qū)AOD440nm和AOD500nm均值分別為0.99±0.34和0.87±0.30,AOD月均最高值出現(xiàn)在2013年6月,為1.41±0.79,最低值出現(xiàn)在2013年11月,為0.49±0.92,各月AOD值變化顯著.AOD的季節(jié)變化主要表現(xiàn)為,夏季>春季>冬季>秋季.春季受沙塵天氣影響為各季節(jié)最低(0.85±0.32),夏季受氣象條件影響為各季節(jié)最高(1.16±0.29),根據(jù)分布特點(diǎn),影響天津的主要?dú)馊苣z類(lèi)型為城市-工業(yè)氣溶膠類(lèi)型.

3.2 春季天津AOD高值出現(xiàn)時(shí)受粗、細(xì)模態(tài)氣溶膠粒子共同影響,夏季AOD高值出現(xiàn)時(shí)主要受細(xì)模態(tài)粒子影響,同時(shí)細(xì)粒子吸濕增長(zhǎng)特性對(duì)AOD增長(zhǎng)有較大影響.冬季AOD高值出現(xiàn)時(shí)同樣主要受細(xì)模態(tài)氣溶膠粒子影響,氣溶膠粒子粒徑高于夏季.

3.3 對(duì)比天津沙塵、霾及非污染天氣條件下AOD和的差別,發(fā)現(xiàn)霾天氣中AOD和最高,值分別為1.41±0.68和1.17±0.29,沙塵天氣下AOD為0.99±0.62,最低為0.55±0.22.非污染天氣下AOD最低為0.53±0.46.對(duì)比天津沙塵、霾和非霾天氣下AOD與的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨AOD增長(zhǎng)有先升高后降低的特征.

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Analysis on aerosol optical characteristics with sun photometer in Tianjin.

LIU Jing-le1*, YAO Qing1,2, CAI Zi-ying1,2, HAN Su-qin1

(1.Tianjin Institute of Meteorological Science, Tianjin 300074, China；2.Tianjin Environmental Meteorological Center, Tianjin 300074, China)., 2017,37(11)：4013~4021

Based on the data of CE-318 sunphotometer at Tianjin boundary layer station from 2013 to 2014, the distribution characteristics of aerosol optical depth and ?ngstr?m exponent were analyzed. The results showed that, the average value of the aerosol optical depth (AOD) under 440nm and 500nm spectral band were 0.99±0.34 and 0.87±0.30, respectively. The monthly average of AOD under 500nm was highest in June 2013 the value equal to 1.41±0.79 and lowest in November 2013 the value equal to 0.49±0.92. For the reason of sand and dust weather the ?ngstr?m exponent was lowest in spring which value equal to 0.85±0.32. For the reason of high temperature weather the ?ngstr?m exponent was highest in summer which value equal to 1.16±0.29.The urban-industrial aerosol was the dominant type in Tianjin by the analysis of the distribution characteristics of ?ngstr?m exponent. By the joint effect of fine mode and coarse mode aerosol, AOD was higher than 2in spring. By the main effect of fine mode aerosol, AOD was higher than 2in summer. And hygroscopic character of aerosol made AOD increased in summer. The situation of AOD higher than 2in winter also by the effect of fine mode aerosol but the partical size was larger than summer. In the condition of haze day the AOD and ?ngstr?m exponent were higher than dust day and non-pollution day which value were 1.41±0.68 and 1.17±0.29. In the condition of dust day the AOD was 0.99±0.62 and the ?ngstr?m exponent was 0.55±0.22 which was lower than haze day and non-pollution day. In condition of non-pollution day the AOD was lower than dust day and haze day which the value was 0.53±0.46. Increasing with AOD the ?ngstr?m exponent had trend of increased at first and decreased subsequently.

aerosol optical depth；?ngstr?m exponent；sunphotometer；Tianjin

X513

A

1000-6923(2017)11-4013-09

劉敬樂(lè)(1986-),男,天津人,南京信息工程大學(xué)碩士研究生,工程師,主要從事大氣環(huán)境研究.發(fā)表論文1篇.

2017-04-08

國(guó)家國(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)(2015DFA20870-02);環(huán)保公益行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)(201409001);國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2014BAC23B01, 2014BAC16B04)

* 責(zé)任作者, 工程師, liujinglexxx@163.com