青岛近海地区大气气溶胶干沉降模型及气溶胶中常量元素干沉降通量的研究
大气气溶胶是由大气介质和混合于其中的固体或液体颗粒组成的体系。虽然气溶胶在大气中的含量很少，但是它对环境和人体健康、气候变化以及海洋和陆地生态系统有重要的影响。随着社会和经济的高速发展，人类活动所产生的气溶胶的量也急剧增加。大气输入成为海洋生态系统营养物质的一个重要来源，而干沉降是营养物质入海的重要途径之一，因此研究气溶胶的干沉降以及其中所携带物质对海洋的贡献具有重要意义。
本文在对Williams模型中潮湿粒子增长效应进行改进的前期工作基础上对模型中的破碎表面比例系数以及破碎表面传输系数进行了修改，并考察了破碎表面覆盖率、破碎表面传输系数、粗糙长度等参数对不同粒径粒子干沉降速率的影响。通过模型互校、与文献报道值以及与干沉降通量直接测定值和间接估算值的比较，对修改后的气溶胶干沉降模型进行了评估。结果表明：本文对Williams模型的修改是合理、可行的，对于计算天然海水表面上的粒子干沉降速率更适用。
根据团岛气象台提供的气象资料和小麦岛观测站提供的水温资料，我们用改进后的模型计算了青岛近海地区的粒子干沉降速率随季节的变化并根据实验测得的气溶胶中常规阴阳离子的浓度计算了分级样品和总悬浮颗粒物(TSP)样品中常量元素的干沉降通量，结果表明：
干沉降速率没有明显的月变化，平均最小值为6.480cm／s，出现在10月份：而最大值为6.583cm／s，出现在6月份。就四季变化而言，沉降速率值冬季>秋季>夏季>春季，其值分别为6.564，6.509，6.548和6.547cm／s：
粒径分级样品计算结果表明：对于Na、、Mg、Ca三种元素而言，大粒子(>2μm)的干沉降通量在总体通量中占有相当大的比例，分别可以达到94.84％、93.88％、96.88％；干沉降通量随着粒径的减小而减小。对于K元素而言，大于llμm_粒径范围的沉降通量要大于其他粒子，占总沉降通量的81.14％，但是0．43～11．O}im粒径范围的干沉降通量没有明显的差别。Ca元素的月平均干沉降通量要远大于Na、Mg、K，并且Ca的干沉降通量在11、12月份要大于其他月份。就F、Cl元素而言，大于11μm粒径范围的粒子的干沉降通量分别占总体干沉降通量的81.75％和78.04％；0.43～11.0μm粒径范围的Cl元素的干沉降通量差别不太明显，且10～12月份的沉降通量要大于7～9月份。
大粒子(>11μm)中NO<,3><'->、NO<,2><'->、NH<,4><'+>的干沉降通量远大于0.43～11.0μm粒径范围粒子的干沉降通量；0.43～11．Oμm粒径范围内，NO<,3><'->的沉降通量没有明显差别。粒径大于11μm的粒子以及粒径在0.43～2.1岬范围粒子携带的NH<,4><'+>的干沉降通量要大于2.1～11.0μm粒径范围的干沉降通量，这两部分占NH<,4><'+>总体干沉降通量的91.27％。对无机氮干沉降通量的贡献大小为N0<,3><'->>NH<,4><'+>>NO<,2><'->，分别为60.85％、29.15％、10.01％。大于11μm粒径范围的SO<,4><'2->的干沉降通量是整个粒径段中最高的，占总体干沉降通量的62.87％，其他粒径段粒子的干沉降通量没有太大差异。总悬浮颗粒物结果表明：F、C1元素在11月份的干沉降通量最高，在11、12这两个月份的干沉降通量值要远大于8～10月份的，Cl元素的干沉降通量月平均值要远大于F。根据本文改进后的气溶胶干沉降模型可以估算气溶胶粒子在天然海水表面的干沉降速率，这对对于估算大气对海洋的物质贡献和评价大气物质入海后对海洋生态系统的潜在影响有重要的参考价值。
大气气溶胶;干沉降速率;干沉降通量
中国海洋大学
硕士
环境科学
翟雪梅;祁建华
2006
中文
X55
57
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）