【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國(guó)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(zhǎng)特性探測(cè)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(zhǎng)特性的同步測(cè)量》為題發(fā)表于歐洲地球科學(xué)協(xié)會(huì)(EGU)出版的Atmospheric Measurement Techniques上，被選為“亮點(diǎn)文章”。
氣溶膠吸濕性是評(píng)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(zhǎng)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(cè)量消光或散射吸濕增長(zhǎng)特性，難以全面準(zhǔn)確獲取氣溶膠光學(xué)吸濕增長(zhǎng)特性。
研究員趙衛(wèi)雄和博士徐學(xué)哲等人，于2014年將寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)與積分球相結(jié)合，研制了上首臺(tái)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(cè)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，應(yīng)用于氣溶膠消光吸濕增長(zhǎng)特性測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)特性測(cè)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(zhǎng)因子的同步測(cè)量，并能快速獲得相應(yīng)的吸濕增長(zhǎng)曲線，其準(zhǔn)確性和可靠性達(dá)到先進(jìn)水平，為準(zhǔn)確評(píng)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(cè)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(zhǎng)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(jià)成本低、穩(wěn)定性好、適用于臺(tái)站長(zhǎng)期觀測(cè)，有很好的科研和業(yè)務(wù)應(yīng)用前景。
該研究得到國(guó)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(zhǎng)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(huì)資助。
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(zhǎng)特性測(cè)量結(jié)果
圖3. 參加粵港澳大灣區(qū)大型綜合觀測(cè)實(shí)驗(yàn)
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