Том 24, номер 04, статья № 9

Аннотация:

Обсуждаются результаты синхронных приземных измерений в зимний период года коэффициента аэрозольного поглощения на длинах волн 532 и 1064 нм и массовой концентрации сажи в частицах, проведенных с помощью методов импульсной оптико-акустической (ОА) спектроскопии и оптической аэталометрии соответственно. Установлено, что при увеличении относительной влажности воздуха от 30 до 90% наблюдается монотонное уменьшение сигнала импульсного ОА-спектрометра в среднем на 30-40%. Анализ полученных данных показал, что ОА-метод эффективен при исследованиях поглощения лазерного излучения в диапазоне низких значений влажности, т.е. при измерениях коэффициента аэрозольного поглощения "сухих" сажесодержащих частиц. Для корректных измерений аэрозольного поглощения при повышенной относительной влажности воздуха (60-90%) необходимо проводить корректировку чувствительности (дополнительную калибровку) ОА-спектрометров.

Ключевые слова:

субмикронный атмосферный аэрозоль, сажа, оптико-акустический спектрометр, аэталометр, относительная влажность воздуха

Список литературы:

1. Михайлов Е.Ф., Власенко С.С., Киселев А.А., Рышкевич Г.И. Факторы структурной изменчивости сажи // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 1998. Т. 34, № 3. С. 345-356.
2. Colbeck I., Appleby L., Hardman E.J., Harrison R.M. The optical properties and morphology of cloud-processed carbonaceous smoke // Aerosol Sci. 1990. V. 21, N 4. P. 527-538.
3. Панченко М.В., Свириденков М.А., Терпугова С.А., Козлов В.С. Активная спектронефелометрия в исследовании микрофизических характеристик субмикронного аэрозоля // Оптика атмосф. и океана. 2004. T. 17, № 5-6. С. 428-436.
4. Розенберг Г.В. О природе аэрозольного поглощения в коротковолновой области спектра // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1979. T. 15, № 12. С. 1280-1292.
5. Moosmuller H., Arnott W.P., Rodgers C.F., Chow J.C., Frazier C.A., Sherman L.E., Dietrich D.L. Photoacoustic and filter measurements related to aerosol light absorption during the Northern Front Range Air Quality Study (Colorado 1996/1997) // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103, N 21. P. 28149-28157.
6. Козлов В.С., Панченко М.В., Яушева Е.П. Особенности временной изменчивости содержания мелкодисперсного аэрозоля и сажи в приземном слое воздуха // Тез. докл. VII Междунар. симпоз. "Оптика атмосферы и океана". Томск, 2000. С. 125.
7. Dillner A.M., Stein C., Larson S.M., Hitzenberger R. Measuring of mass extinction efficiency of elemental carbon in rural aerosol // Aerosol Sci. and Technol. 2001. V. 35, N 6. P. 1009-1021.
8. Horvath H. Atmospheric light absorption a review // Atmos. Environ. 1993. V. 27A. P. 293-317.
9. Bodhaine B.A. Aerosol absorption measurements at Barrow, Mauna Loa and South Pole // J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100, N 5. P. 8967-8975.
10. Arnott W.P., Moosmuller H., Sheridan P.J., Ogren J.A., Raspet R., Slaton W.V., Hand J.L., Kreidenweis S.M., and Collett J.L. Photoacoustic and filter-based ambient aerosol light absorption measurements: Instrument comparisons and the role of relative humidity // J. Geophys. Res. D. 2003. V. 108, N 1. 4034. doi: 10.1029/ 2002JD002165.
11. Arnott W.P., Moosmuller H., Rogers C.F., Jin T., and Bruch R. Photoacoustic spectrometer for measuring light absorption by aerosol: instrument description // Atmos. Environ. 1999. V. 33. P. 2845-2852.
12. Kramer L., Bozoki Z., Niessner R. Characterisation of a mobile photoacoustic sensor for atmospheric black carbon monitoring // Analyt. Sci. 2001. V. 17 (Special issue). P. 563-566.
13. Lack D.A., Lovejoy E.R., Baynard T., Pettersson A., Ravishankara A.R. Aerosol Absorption Measurement using Photoacoustic Spectroscopy: Sensitivity, Calibration, and Uncertainty Developments // Aerosol. Sci. and Technol. 2006. V. 40, N 9. P. 697-708.
14. Tikhomirov A.B., Firsov K.M., Kozlov V.S., Panchenko M.V., Ponomarev Y.N., Tikhomirov B.A. Investigation of spectral dependence of shortwave radiation absorption by ambient aerosol using time-resolved photoacoustic technique // Opt. Eng. 2005. V. 44, N 7. P. 071203 1-11.
15. Lewis K.A., Arnott W.P., Moosmuller H., Chakrabarty R.K., Carrico C.M., Kreidenweis S.M., Day D.E., Malm W.C., Laskin A., Jimenez J.L., Ulbrich I.M., Huffman J.A., Onasch T.B., Trimborn A., Liu L., Mishchenko M.I. Reduction in biomass burning aerosol light absorption upon humidification: roles of inorganically-induced hygroscopicity, particle collapse, and photoacoustic heat and mass transfer // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 22. P. 8949-8966.
16. Континуальное поглощение атмосферного водяного пара в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра: Отчет по гранту РФФИ № 04-05-64569-а (http:// grant. rfbr.ru/forms/2005/print_all.asp?proj=375424_ 2005_1).
17. Weitz E., Flynn G. Laser studies of vibrational and rotational relaxation in small molecules // Annual Rev. Phys. Chem. 1974. V. 25. P. 275-315.
18. Finzi J., Hovis F.E., Panfilov V.N., Hess P., Moore C.B. Vibrational relaxation of water vapor // J. Chem. Phys. 1977. V. 67, N 9. P. 4053-4061.
19. Arnott W.P., Moosmuller H., Walker I.W. Nitrogen dioxide and kerosene-flame soot calibration of photoacoustic instruments for measurement of light absorption by aerosol // Rev. sci. instrum. 2000. V. 71, N 12. P. 4545-4552.
20. http://www.iao.ru/ru/measure/
21. Bergstrom R.W., Russel P.B., Hignett P.J. Wavelength dependence of the absorption of black carbon particles: prediction and results from TARFOX experiment and implications for aerosol single scattering albedo // Atmos. Sci. 2002. V. 59, N 3. P. 567-577.