Аннотация. В статье выполнен анализ поведения различных типов аэрозолей при различных значениях

В статье выполнен анализ поведения различных типов аэрозолей при различных значениях относительной влажности. В ходе работы получены результаты на основе теоретических и экспериментальных данных, для моделирования была использована модель OPAC, экспериментальные данные были получены на основе лидарных наблюдений в районе Бухареста,пригорода Магуреле (26.029E, 44.348N, 93 метра над уровнем моря). На основе анализа оптических данных с лидара и информации об относительной влажности с микроволнового радиометра были сделаны выводы о гигроскопичности различных типов аэрозолей и возможности их перехода в состояние ядер конденсации.

Ключевые слова: аэрозоли, многоканальный лидар, микроволновой радиометр, модель OPAC, гигроскопичность аэрозолей.

Актуальность данного исследования обусловлена тем, что аэрозоли являются одним из главных факторов радиационного форсинга, оценки воздействия аэрозолей на климатическую систему не отличаются высокой точностью. Особенно важными в этом отношении являются, так называемые «косвенные эффекты аэрозолей». Косвенное влияние аэрозолей заключается в том, что они способны изменять радиационные свойства облаков, а также воздействовать на концентрацию и размеры облачных капель, а значит – влияют на время существования облаков. Эти эффекты тесно связаны с наличием водяного пара в атмосфере, поэтому особенно важно понимать их с высокой точностью и уметь определять гидрофильные аэрозоли на основе их оптических свойств.

Задачи исследования

• Используя модель OPAC, классифицировать различные типы аэрозолей на основе их гигроскопичности.
• Установить связь между оптическими свойствами аэрозолей и относительной влажностью.

Предметом исследования являются аэрозольные частицы. В данной работе мы рассматривали 4 типа аэрозолей: континентальный загрязненный аэрозоль, вулканический аэрозоль, пустынный пылевой, дымовой аэрозоль. Теоретические определения и химический состав этих аэрозолей подробно описан в руководстве пользования к модель OPAC.

Объектом исследования является атмосфера в районе города Магуреле (пригород Бухареста: 26.029E, 44.348N, 93 метра над уровнем моря).

Методология:

• Модель OPAC, используемая для симуляции оптических свойств различных аэрозолей при относительной влажности: 0%, 50%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98%, 99%.
• Микроволновый радиометр RPG-HATPRO, на основе которого были получены данные о вертикальном распределении водяного пара. Основной используемый параметр – «относительная влажность».
• Мультиволновой лидар RALI, с помощью лидара были получены оптические свойства аэрозолей, такие как: альбедо единичного рассеяния, компонент Ангстрема, лидарное соотношение.

Результаты: на основе моделирования и исследования экспериментальных данных, три различных типа аэрозоля (дым, континентальный загрязненный и пылевой пустынный) были классифицированы в соответствии с их гигроскопическими свойствами. Компонент Ангстрема для пылевого аэрозоля оказался гораздо ниже, чем для, предположительно, гидрофильных типов аэрозолей, низкие значения этого компонента сигнализируют о крупном размере частиц, компонент Ангстрема для пылевого аэрозоля оставался почти постоянным при разных значениях относительной влажности, в то время как для гидрофильных аэрозолей, компонент значительно уменьшался с увеличением доли водяного пара. На основе компонента Ангстрема, а также лидарного соотношения и альбедо единичного рассеяния, континентальный и дымовой аэрозоли были классифицированы как гидрофильные типы, пылевой пустынный был отнесен к гидрофобному типу. Вулканический аэрозоль не был отнесен ни к какому типу по причине проблем с симулированием его поведения в программе OPAC при высокой влажности.

Дата добавления: 2015-08-21