刘宏剑 赵春生



高时间分辨率加湿浊度计系统设计研究

刘宏剑 赵春生†

北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871; † 通信作者, E-mail: zcs@pku.edu.cn

为了研究华北地区气溶胶吸湿性的日变化特征, 独立设计并搭建一套高时间分辨率的加湿浊度计系统。该系统首次采用两台水浴来交替控制样气加湿过程, 将循环周期由先前的2~3小时缩减至约1小时。系统中TSI3563型浊度计的光源功率由 75 W 调整至 25 W, 并在光源前方安置一片热镜, 腔体内升温由 4.3ºC降至 2.3ºC, 提升了系统加湿效率。由于浊度计自带的湿度探头测值不准, 故在浊度计进气口处和出气口处分别安置两枚温湿探头, 用于校正浊度计腔体内的相对湿度测值。该加湿浊度计系统将用于华北地区大气气溶胶的散射吸湿增长特性研究中。

加湿浊度计; 散射吸湿增长因子; 吸湿性

大气气溶胶能够直接散射和吸收太阳辐射, 还能够通过参与云物理过程, 间接地影响地气系统辐射平衡。最新的 IPCC 报告[1]表明, 与包括温室气体在内的其他大气成分相比, 气溶胶辐射强迫结果的不确定性依然是最大的。为了准确地评估气溶胶直接辐射效应, 需要了解大气气溶胶的光学特性及其时空分布。气溶胶特性观测通常在干燥条件下进行[2]。环境相对湿度较高时, 气溶胶粒子吸收水汽, 粒径增长, 复折射率改变, 其散射吸收特性与干燥状态下差异显著。为了将在干燥条件下得到的观测结果应用于气溶胶辐射强迫评估中, 需要了解气溶胶光学特性随相对湿度的变化规律[3]。……