合肥研究院研制新型氣溶膠光學(xué)吸濕增長特性測量裝置
近日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員張為俊課題組在氣溶膠光學(xué)吸濕增長特性探測技術(shù)方面取得新進(jìn)展,相關(guān)研究成果以《吸濕性腔增強(qiáng)反照率光譜儀用于氣溶膠消光、散射、吸收和單次散射反照率的吸濕增長特性的同步測量》為題發(fā)表于歐洲地球科學(xué)協(xié)會(EGU)出版的Atmospheric Measurement Techniques上,被選為“亮點(diǎn)文章”。
氣溶膠吸濕性是評估氣溶膠輻射強(qiáng)迫和探究氣溶膠環(huán)境效應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)。氣溶膠光學(xué)吸濕增長特性是表征氣溶膠吸濕性的重要方法之一,但現(xiàn)有方法只能單獨(dú)測量消光或散射吸濕增長特性,難以全面準(zhǔn)確獲取氣溶膠光學(xué)吸濕增長特性。 研究員趙衛(wèi)雄和博士徐學(xué)哲等人,于2014年首次將寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)與積分球相結(jié)合,研制了國際上首臺腔增強(qiáng)反照率光譜儀,實(shí)現(xiàn)了氣溶膠多參數(shù)光學(xué)(消光、散射、吸收、單次散射反照率)的原位、同步測量。隨后,基于寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù),研制了吸濕性消光光譜儀,首次應(yīng)用于氣溶膠消光吸濕增長特性測量。 此次,在已有工作基礎(chǔ)上,課題組為了全面獲取氣溶膠光學(xué)吸濕增長特性,將腔增強(qiáng)反照率光譜儀與濕度快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)相結(jié)合,發(fā)展了一種新型的氣溶膠光學(xué)吸濕增長特性測量裝置。該裝置能實(shí)現(xiàn)氣溶膠消光、散射、吸收和單次散射反照率的吸濕增長因子的同步測量,并能快速獲得相應(yīng)的吸濕增長曲線,其準(zhǔn)確性和可靠性達(dá)到國際先進(jìn)水平,為準(zhǔn)確評估黑碳?xì)馊苣z輻射強(qiáng)迫等提供了一種關(guān)鍵技術(shù)手段。 2018年10月至11月,該儀器參加了粵港澳大灣區(qū)大型綜合觀測實(shí)驗(yàn),獲得了廣州地區(qū)氣溶膠多參數(shù)光學(xué)吸濕增長特性的數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有方法相比,該裝置不僅光學(xué)參數(shù)齊全、準(zhǔn)確可靠,而且造價成本低、穩(wěn)定性好、適用于臺站長期觀測,有很好的科研和業(yè)務(wù)應(yīng)用前景。 圖1. 吸濕性腔增強(qiáng)反照率光譜儀(H-CEA)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2. 硫酸銨和苯胺黑氣溶膠的光學(xué)吸濕增長特性測量結(jié)果 該研究得到國家自然科學(xué)基金、中科院科研裝備研制項(xiàng)目、合肥研究院院長基金、安徽省自然科學(xué)基金及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會資助。 文章鏈接:https://www.atmos-meas-tech.net/13/2623/2020/ |