阿克達(dá)拉黑炭氣溶膠濃度分布和變化特征研究

摘 要：分析阿克達(dá)拉2017年1-12月黑炭氣溶膠觀測數(shù)據(jù)不同時段變化特征及不同納米長度單位下黑炭氣溶膠每立方米含量，結(jié)果得出：阿克達(dá)拉2017年0時大氣中黑炭氣溶膠平均值為1.98μg/m3，以秋、冬季濃度較高，夏季濃度最低，8月為一年中谷值;各納米長度的黑炭氣溶膠濃度每立方米含量高值均出現(xiàn)在3月、7月和10月，5月為最低值。

關(guān)鍵詞：黑炭氣溶膠;濃度;分布特征

黑炭氣溶膠是大氣氣溶膠的重要組成部分，來源于自然形成和人為所致， 主要是由富含碳的物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生的，如化石原料和生物質(zhì)原料燃燒等，天然火災(zāi)、火山爆發(fā)等自然現(xiàn)象會排放部分黑炭氣溶膠。2016年南京大學(xué)氣候與全球變化研究院、大氣科學(xué)學(xué)院符淙斌院士團隊丁愛軍研究組在地球科學(xué)著名期刊《地球物理學(xué)研究快報》發(fā)表最新研究成果，揭示了大氣中黑炭氣溶膠的“穹頂效應(yīng)”是加劇超大城市空氣污染的重要因素。黑炭可因其對可見光的強吸收作用冷卻地表并加熱1～2km高度的大氣，導(dǎo)致大氣邊界層（混合層）發(fā)展受到抑制，使得城市污染排放被限制在更低高度，從而顯著加劇城市污染。 阿克達(dá)拉站位于新疆北部準(zhǔn)噶爾盆地的北緣，周圍地形平坦，因地處歐亞大陸腹地，氣候干旱少雨，周圍分布著戈壁、沙漠等，而且常年刮強盛的西風(fēng)和西北風(fēng)，有利于地表粉塵飆起，造成污染等。本文選取2017年1-12月0時阿克達(dá)拉站黑炭質(zhì)量濃度觀測數(shù)據(jù)，分析其季節(jié)、月份特征及不同長度單位下每立方米含量變化，以此了解區(qū)域內(nèi)黑炭氣溶膠污染特征，加強生態(tài)環(huán)境保護。

一、 黑炭質(zhì)量濃度水平特征分析

分析2017年1月1日至12月31日期間0時的黑炭氣溶膠值變化特征，由圖1可知，阿克達(dá)拉轄區(qū)內(nèi)2017年0時大氣中黑炭氣溶膠平均值為1.98μg/m3，其中日均值最大為2.5μg/m3，出現(xiàn)在9月，最小值為1.5μg/m3，出現(xiàn)在8月，2017年 0時大氣中黑炭氣溶膠日均值年際間變化較大，總體上呈現(xiàn)出下降趨勢，其中秋、冬季濃度相對較高，春、夏季濃度相對較低，特別是夏季濃度最低，而且秋季黑炭氣溶膠0時日濃度有較大的波動變化。一年中，0時黑炭氣溶膠日濃度值高值區(qū)主要出現(xiàn)在9-12月和1-2月期間。

不同的季節(jié)，阿克達(dá)拉0時黑炭氣溶膠濃度以某一濃度值范圍出現(xiàn)的次數(shù)頻率不同。黑炭氣溶膠濃度值較高的秋、冬季，黑炭氣溶膠濃度值處于1.6～2.5 μg/m3范圍內(nèi)，黑炭氣溶膠濃度在2.0μg/m3以下的情況占總?cè)諗?shù)的9.7%，其中1.9μg/m3的僅有7次，占總?cè)諗?shù)的3.8%，出現(xiàn)在12月和2月（1日），占總數(shù)5.9%的是1.6μg/m3，均分布在9月上旬。黑炭氣溶膠濃度在2.0～2.2μg/m3的情況出現(xiàn)的頻數(shù)最高，占總?cè)諗?shù)的58.6%，以濃度在2.1μg/m3的日數(shù)出現(xiàn)的最多，占總?cè)諗?shù)的21.5μg/m3，其次是2.0μg/m3，占總?cè)諗?shù)的20.4μg/m3，黑炭氣溶膠濃度為2.2μg/m3的日數(shù)約占總?cè)諗?shù)的16.7%，主要出現(xiàn)在9月后半月至10 月前半月期間。黑炭氣溶膠濃度在2.3～2.5μg/m3的日數(shù)約占總?cè)諗?shù)的3.8%，黑炭氣溶膠濃度為2.4μg/m3、2.5μg/m3的日數(shù)分別出現(xiàn)了1日，濃度為2.3μg /m3的有6次，約占總?cè)諗?shù)的3.8%，黑炭氣溶膠濃度值較高日數(shù)主要分布在1月，可見阿克達(dá)拉黑炭氣溶膠濃度從9月下旬開始升高，1月達(dá)到峰值。

黑炭氣溶膠濃度值相對較低的春、夏季，黑炭氣溶膠濃度值處于1.5～2.2 μg/m3范圍內(nèi)，黑炭氣溶膠濃度在2.0μg/m3以下的情況發(fā)生頻數(shù)最高，占總?cè)諗?shù)的71.7%，其中1.9μg/m3的有28日，占總?cè)諗?shù)的16.9%，占總數(shù)22.9%的是1.8 μg/m3，出現(xiàn)頻數(shù)最多，為38日，其次是濃度在1.7μg/m3的日數(shù)出現(xiàn)的較多，占總?cè)諗?shù)的18.7μg/m3;黑炭氣溶膠濃度為1.6μg/m3的日數(shù)約占總?cè)諗?shù)的12.0%，主要出現(xiàn)在8月后半月;出現(xiàn)日數(shù)最少的是濃度為1.5μg/m3，僅出現(xiàn)了2 日，分布在8月下旬。黑炭氣溶膠濃度在2.0～2.2μg/m3的日數(shù)相對較少，約占總?cè)諗?shù)的28.3%，黑炭氣溶膠濃度為2.0μg/m3的日數(shù)為31日，與濃度1.7μg/m3 的日數(shù)一致，多分布在3月和4月，濃度為2.1μg/m3的有15日，約占總?cè)諗?shù)的9.0%，黑炭氣溶膠濃度值較高日數(shù)主要分布在3月，春、夏季黑炭氣溶膠濃度為2.2μg/m3的僅出現(xiàn)了1日，分布在6月。由此可分析出阿克達(dá)拉黑炭氣溶膠濃度從5月下旬開始下降，8月下旬降到谷值。

二、 不同長度黑炭氣溶膠濃度變化特征

分析阿克達(dá)拉2017年不同納米長度的黑炭氣溶膠濃度，由圖2可看出370納米、470納米、520納米、590納米、660納米、880納米和950納米長度黑炭氣溶膠0時月平均濃度值，其中370納米黑炭氣溶膠年平均值為340.8ng/m3，370納米黑炭氣溶膠每立方米含量在400ng/m3的共有4個月份，分別是3月、7月、10月和12月，以10月含量最高，達(dá)到463.8ng/m3，其次是7月，為461.4ng/m3;370 納米黑炭氣溶膠每立方米含量在200ng/m3的有2個月份，分別是5月（155.9ng /m3）和6月（173ng/m3）。470納米黑炭氣溶膠每立方米含量在400ng/m3的共有3個月份，分別是3月、7月、10月，以7月含量最高，達(dá)到443.1ng/m3，其次是3月，為422.2ng/m3;470納米黑炭氣溶膠每立方米含量在200ng/m3的有2個月份，分別是5月（147.6ng/m3）和6月（128.6ng/m3）。520納米黑炭氣溶膠年平均值為307.4ng/m3，正距平的共有6個月份，以7月含量最高，達(dá)到425.2ng/m3，其次是3月，為421.9ng/m3，每立方米含量最低的是 5月（121.9ng/m3）， 6月次之，為202.0ng/m3。590納米黑炭氣溶膠年平均值為308.3ng/m3，每立方米含量以7月含量最高，達(dá)到432.7ng/m3，其次是3月，為425.2ng/m3，含量最低的是5月，117.9ng/m3，6月為217.6ng/m3。660納米黑炭氣溶膠年平均值為299.1ng/m3，每立方米含量以10月最高，達(dá)到446.5ng/m3，其次是7月，為399.8ng/m3，含量最低為116.1ng/m3（5月）。880納米黑炭氣溶膠年平均值為299.1ng/m3，每立方米含量以10月最高，達(dá)到431.8ng/m3，其次是3月，為415.5ng/m3，含量最低5月，為106.7ng/m3。950納米黑炭氣溶膠年平均值292.6ng /m3，每立方米含量以3月最高，達(dá)到420.6ng/m3，其次是10月，為402.7ng/m3，含量最低為103.6ng/m3（5月）。

由以上分析可見，阿克達(dá)拉2017年多種納米長度單位下黑炭氣溶膠濃度含量最高月份都出現(xiàn)在7月、3月或10月，以7月出現(xiàn)頻數(shù)最高，5月含量最低，說明阿克達(dá)拉2017年中黑碳?xì)馊苣z造成的空氣污染在春、夏、秋三季中分別出現(xiàn)峰值，5月相對污染不大。

三、 結(jié)語

1.阿克達(dá)拉2017年0時大氣中黑炭氣溶膠平均值為1.98μg/m3，其中秋、冬季濃度相對較高，春、夏季濃度相對較低，特別是夏季濃度最低。黑炭氣溶膠濃度值較高日數(shù)主要分布在3月，8月是谷值。

2.不同納米長度的黑炭氣溶膠濃度，每立方米含量高值均出現(xiàn)在3月、7月和10月，5月為最低值，說明前3個月份阿克達(dá)拉空氣中黑炭氣溶膠污染較大，5月相對污染小。應(yīng)根據(jù)分析結(jié)果科學(xué)控制區(qū)域內(nèi)污染源排放，倡導(dǎo)低碳綠色生活方式，保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。

參考文獻：

[1]張楠，覃櫟，謝邵東. 中國黑炭氣溶膠排放量及其空間分布[J]. 科學(xué)通報，2013，58（19）.

[2]薛福民，李娟，黃侃，等. 塔克拉瑪沙漠黑炭氣溶膠的特性及來源[J]. 中國科學(xué)：化學(xué)，2010，40（5）.

作者簡介：鄧凌峰（1992-10-23）男，漢族，湖北云夢人，本科，助理工程師，從事氣象觀測工作。