不同吸濕性的氣溶膠對云和降水影響研究進展簡析

朱紅+李姝婷+李葉妮

[摘 要]基于我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，氣候變化問題已經(jīng)引起人們的重視。本文主要介紹了氣溶膠的相關(guān)概念與其吸濕特性，并詳細分析了不同吸濕性氣溶膠對云和降水的影響，希望能夠給相關(guān)工作人員提供一定的參考與幫助。

[關(guān)鍵詞]吸濕性；氣溶膠；云和降水

中圖分類號：S636 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）08-0165-01

通過分析不同吸濕性氣溶膠對云和降水的影響，能夠為相關(guān)工作人員提供更多的研究數(shù)據(jù)。氣溶膠屬于云凝結(jié)核，能夠有效改變云層的覆蓋面積，改變降水量，對氣候產(chǎn)生一定的影響。鑒于此，本文主要研究不同吸濕性的氣溶膠對云和降水的影響，從而保證大氣物理數(shù)據(jù)的準確性。

1 氣溶膠的相關(guān)概念

氣溶膠，主要指的是懸浮在大氣中的固體粒子與液體粒子，在太陽的照射下，產(chǎn)生一定的輻射強迫力，從而對氣候產(chǎn)生影響。影響氣溶膠的因素很多，使得氣溶膠具有一定的不確定性。通常情況下，氣溶膠會對云層產(chǎn)生影響，進一步影響氣候，在研究氣候變化的過程中，相關(guān)工作人員需要詳細分析氣溶膠，并找到相應(yīng)的影響因素，采取有效的解決措施，從而有效保證氣候研究工程能夠順利開展。

氣溶膠對氣候的影響主要分為兩種，分別為直接影響與間接影響。其中，直接影響主要指的大氣中分布的氣溶膠粒子有效吸收太陽輻射，并進行相應(yīng)散射，對氣候產(chǎn)生一定的影響。間接影響主要指的是氣溶膠粒子在一定條件下，能夠變成云凝結(jié)核與大氣冰核，對云的光學特性與壽命產(chǎn)生影響，從而影響氣候。由于氣溶膠具有一定的不確定性，相關(guān)研究人員在實際工作中，需要認真分析氣溶膠粒子的運行情況，保證研究數(shù)據(jù)的準確性。

2 氣溶膠的吸濕特性

氣溶膠除了具有不確定性外，還具有一定的吸濕性，而吸濕性也是其主要性質(zhì)。吸濕性主要指的是在濕度較大的環(huán)境下，氣溶膠具有良好的吸水能力，使得氣溶膠粒子發(fā)生一定的改變。為了保證氣溶膠粒子能夠更好的運行，工作人員需要結(jié)合相應(yīng)的計算公式，準確計算氣溶膠粒徑的變化率。在不同環(huán)境下，根據(jù)氣溶膠的混合狀態(tài)不同，可以分為兩種混合狀態(tài)，分別是內(nèi)混合狀態(tài)與外混合狀態(tài)，通過分析不同混合狀態(tài)下，氣溶膠的分布情況，并根據(jù)其運行規(guī)律，采取合理的解決措施，從而有效降低氣溶膠對氣候的影響[1]。

由于氣溶膠具有一定的吸濕特性，能夠有效影響其內(nèi)部顆粒的物理特性。在濕度較大的區(qū)域，氣溶膠會發(fā)揮其吸濕特性，從一個微小的顆粒變成直徑較大的水滴，在這個過程中，氣溶膠粒子的直徑發(fā)生一定的變化，其內(nèi)部的散光系數(shù)也不斷增大。當氣溶膠的表面附著大量水滴時，在光線的折射下，會產(chǎn)生散光現(xiàn)象。當散光現(xiàn)象蔓延到地面時，會不斷降低地表熱量，影響大氣溫度，如果散光現(xiàn)象比較嚴重，會影響大氣能見度。

3 不同吸濕性氣溶膠對云和降水的影響

3.1 吸濕性氣溶膠對云和降水的影響

吸濕性氣溶膠主要分為兩種，分別是硫酸鹽氣溶膠與海鹽氣溶膠[2]。其中，硫酸鹽氣溶膠的主要來源為大氣中的二氧化硫與各種氧化劑發(fā)生一定反應(yīng)，形成相應(yīng)的顆粒，凝結(jié)粒子又分為兩種，分別是均勻性凝結(jié)粒子與非均勻性凝結(jié)粒子。由于大氣中的粒子主要來自于海水揚塵與火山灰等，這個粒子均為一次氣溶膠，根據(jù)研究表明，一次溶膠更多來自于工業(yè)燃料，在工業(yè)燃料燃燒的過程中，由于其內(nèi)部特殊的化學結(jié)構(gòu)，因而會產(chǎn)生一定的溶膠。硫酸鹽氣溶膠的分布范圍比較廣，與二氧化硫的分布范圍比較相似。地面上的硫酸鹽氣溶膠濃是最大的，由于高度不同，硫酸鹽氣溶膠濃度會不斷減小。

與硫酸鹽氣溶膠相比，海鹽氣溶膠的分布更為廣泛，屬于自然源氣溶膠。海鹽氣溶膠主要來自于空氣流程，在其表面會經(jīng)常發(fā)生相應(yīng)的化學反應(yīng)[3]。在海洋邊界層，由于其內(nèi)部的海鹽硫酸鹽結(jié)構(gòu)會發(fā)生一定的變化，也會產(chǎn)生大量的海鹽氣溶膠。海鹽氣溶膠屬于海洋性凝結(jié)核，其直徑較大，容易發(fā)生活化反應(yīng)，當其形成云滴時，會增加云滴碰撞的概率，提高降水速度。海鹽氣溶膠的直徑較大，使得其吸濕性不斷增大。

研究表明，當硫酸鹽氣溶膠與海鹽氣溶膠混合在一起時，在水汽較多的情況下，硫酸鹽氣溶膠的吸濕性較大，其內(nèi)部的活化粒子不斷增多。在水汽較少的條件下，海鹽氣溶膠的吸濕性較大，內(nèi)部活化粒子數(shù)量變少。由于海鹽氣溶膠直徑較大，當在其內(nèi)部加入硫酸鹽氣溶膠后，其內(nèi)部的水汽會不斷減少，使得硫酸鹽氣溶膠活化粒子不斷減少。

3.2 非吸濕性氣溶膠對云和降水的影響

非吸濕性氣溶膠主要分為兩種，分別是沙塵氣溶膠與黑碳氣溶膠。沙塵氣溶膠又常被人們稱為礦物氣溶膠，是大氣氣溶膠的重要組成成分。在沙塵較大的地區(qū)，由于沙塵氣溶膠較多，會對云和降水產(chǎn)生一定的影響。沙塵氣溶膠具有非吸濕性，溶膠的數(shù)量與冰核數(shù)量存在關(guān)聯(lián)性。由于沙塵氣溶膠濃度的不斷增加，使得冰晶數(shù)量不斷增加，影響水汽的擴散，對降水產(chǎn)生一定的抑制作用[4]?？偟膩碚f，沙塵氣溶膠會影響自然降水。

在大氣氣溶膠中，黑碳氣溶膠具有至關(guān)重要的作用，黑碳氣溶膠主要來自于能源燃料，化石燃料在燃燒的過程中，如果沒有進行充分燃燒，會促進黑碳氣溶膠的產(chǎn)生。雖然黑碳氣溶膠在大氣氣溶膠中的占比較小，但是其能夠有效吸收紫外線，與其他氣溶膠相比，具有良好的吸收能力。在冬季與夏季，黑碳氣溶膠能夠有效抑制降水。由于黑碳氣溶膠屬于非吸濕性氣溶膠，能夠有效抑制云層的產(chǎn)生，從而對降水產(chǎn)生一定的影響。

3.3 其它類型的氣溶膠對云和降水的影響

氣溶膠的類型較多，除了吸濕性氣溶膠與非吸濕性氣溶外，生物氣溶膠也比較常見。生物氣溶膠主要分布在大氣中，能夠與其它類型的氣溶膠進行有效結(jié)合，一般情況下，生物氣溶膠主要分為細菌氣溶膠與真菌氣溶膠等。生物氣溶膠能夠促進云滴的形成，從而有效保證云滴的活化性。目前，對生物氣溶膠的研究還不夠深入。

由于氣溶膠會對云與降水產(chǎn)生一定的影響，而不同類型的氣溶膠的影響也不盡相同。相關(guān)工作人員在實際工作中，需要結(jié)合氣溶膠類型與其吸濕性，認真分析其對云滴的影響，并認真記錄下各項數(shù)據(jù)，保證粒子的形成質(zhì)量[5]。氣溶膠的化學性質(zhì)在一定程度上能夠影響降水量，為了有效保證降水質(zhì)量，工作人員需要結(jié)合不同類型的氣溶膠，認真分析其運行情況，并構(gòu)建相應(yīng)的模型，節(jié)約成本。工作人員在構(gòu)建模型的過程中，需要認識到溶膠對云與降水的作用，并做好相應(yīng)的觀測工作，進一步提高觀測數(shù)據(jù)的準確性。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過分析吸濕性氣溶膠對云和降水的影響、非吸濕性氣溶膠對云和降水的影響、其它類型的氣溶膠對云和降水的影響，能夠幫助相關(guān)工作人員更好的了解氣溶膠特性，保證研究數(shù)據(jù)的精確性。但是，相關(guān)工作人員在實際工作中，仍然會遇到很多困難，需要工作人員在原有基礎(chǔ)上，不斷學習，提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，從而保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 錢小東，鮑健，黃勇，鄧學良，童應(yīng)祥.用于氣溶膠吸濕性測量的HTDMA系統(tǒng)設(shè)計及外場觀測研究[J].西北師范大學學報（自然科學版），2017，（05）：128-134.

[2] 范曉龍，陳敏東，馬迎慧，陳超，王毅一.模擬三甘醇附著對黑碳氣溶膠吸濕性的影響[J].中國環(huán)境科學，2017，（04）：1276-1282.

[3] 王軒，陳建華，耿春梅，任麗紅，陳建民，葉興南，楊文.北京冬季氣溶膠吸濕性的觀測與分析[J].中國科學院大學學報，2015，（03）：322-328.

[4] 陳玲，周筠珺.不同吸濕性的氣溶膠對云和降水影響研究進展[J].高原山地氣象研究，2016，（01）：90-95.

[5] 徐博，黃印博，范承玉，喬春紅.吸濕性均勻混合氣溶膠粒子等效吸收系數(shù)計算分析[J].光學學報，2015，（01）：1-6.endprint