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冰雹云中微物理过程研究 被引量:44
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作者 洪延超 肖 辉 +1 位作者 李宏宇 胡朝霞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2002年第3期421-432,共12页
摘 要 利用三维冰雹云模式通过实例模拟研究了云中冰相物理过程,结果表明、云中粒子产生有一源地,在雹云发展阶段早期,霰、冻滴、雹和雨水的极大产生率都位于6.0km高度附近,这里是雹胚及冰雹形成的源区,从“利益竞争”概念出发,... 摘 要 利用三维冰雹云模式通过实例模拟研究了云中冰相物理过程,结果表明、云中粒子产生有一源地,在雹云发展阶段早期,霰、冻滴、雹和雨水的极大产生率都位于6.0km高度附近,这里是雹胚及冰雹形成的源区,从“利益竞争”概念出发,人工防雹的催化部位应在此高度附近;粒子产生高度与其源项发生高度及主要增长方式有关,粒子产生和增长过程在云的发展不同阶段也是不同的。在冰雹形成过程中,作为雹胚的霰和冻滴主要通过撞冻过冷水增长。撞冻增长占增长量的大部分,云中存在丰富的过冷水对冰雹胚胎和冰雹形成,增长都是十分重要的。在“冰晶-过冷水-雹胚-冰雹”这一链环中,没有过冷水参与很难形成强烈降雹。通过两例雹云的对比研究,发现若雹云云底温度降低和湿度增大,由于霰撞冻过冷水尤其是撞冻过冷云水增长量大幅度提高,霰的尺度加大,提高向冰雹的转化率,使霰胚数量大大增加。 展开更多
关键词 数值模拟 粒子增长 微物理过程链 冻滴 雨水 极大产生率 人工防雹
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石家庄地区大气细粒子增长特征初步研究 被引量:6
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作者 谭稳 银燕 +4 位作者 陈魁 肖辉 朱士超 吴志会 石立新 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1431-1437,共7页
为研究石家庄地区大气细粒子的微物理特征,2010年5月在石家庄市气象局观测站,对大气颗粒物、Nq和SO2进行了外场观测.结果表明:石家庄地区粒径小于1.0μm的大气颗粒物中,0.01,-4).1μm粒径范围的粒子所占比例高达89.3%,大气... 为研究石家庄地区大气细粒子的微物理特征,2010年5月在石家庄市气象局观测站,对大气颗粒物、Nq和SO2进行了外场观测.结果表明:石家庄地区粒径小于1.0μm的大气颗粒物中,0.01,-4).1μm粒径范围的粒子所占比例高达89.3%,大气细粒子污染较为严重.0.01-4).02μm和0.02-0.1μm粒径范围的颗粒物具有大致相似的变化规律,且与0.1~1.0μm粒径范围的粒子数浓度变化趋势明显不同.通过对典型粒子增长事件的研究发现,0.01-0.02μm的粒子数浓度在上午8:00左右会急剧升高,并达到全天的最大值.其后,0.01-0.02μm的颗粒物粒径会不断增长,由于增长消耗,其数浓度会迅速下降,使得0.02-0.04μm的粒子数浓度在上午12:00前会迅速升高.通过对气象要素和污染气体的分析,发现在相对湿度较低、风速风向变化不大,太阳辐射增加的情况下,SO2气相成核参与颗粒物增长的可能性较大. 展开更多
关键词 大气颗粒物 数浓度 谱分布 粒子增长
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东北冷涡中尺度云系降水机制研究 Ⅱ:数值模拟 被引量:3
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作者 齐彦斌 陶玥 +1 位作者 冉令坤 洪延超 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期797-808,共12页
在利用卫星、雷达和机载PMS(粒子测量系统)等观测资料对2003年7月8日东北冷涡积层混合云系的降水形成机制分析的基础上,将观测分析与数值模拟研究相结合,用中尺度数值模式对积层混合云系做数值模拟,并结合观测资料进一步分析了积层混合... 在利用卫星、雷达和机载PMS(粒子测量系统)等观测资料对2003年7月8日东北冷涡积层混合云系的降水形成机制分析的基础上,将观测分析与数值模拟研究相结合,用中尺度数值模式对积层混合云系做数值模拟,并结合观测资料进一步分析了积层混合云系的微物理结构、粒子形成过程和降水形成机制,获得如下结果:(1)混合云中对流云具有分层的微物理结构。冰晶含水量最大值出现的高度最高,其次由高到低的排序是雪、云水、霰和雨;雨水主要出现在云的暖区;各种粒子中以雨水含水量最高,其次是霰。对流云体生命期较长,微物理结构基本稳定。(2)粒子形成增长过程有差异。冰晶通过凝华过程增长。雪主要来源于冰晶,产生后主要通过撞冻、收集冰晶和凝华过程增长,其中撞冻过冷云水增长对雪质量贡献最大,其产生率极大值高度与过冷云水相当。丰富的过冷云水,给雪的撞冻增长提供了有利条件。在高、中和低层雪的形成有着不同的机制,高层雪收集冰晶长大后,下落到低层又以雪撞冻过冷云水的结淞增长为主要过程。霰主要由雨滴冻结和雪的转化产生,过冷雨滴与冰晶接触冻结成霰;过冷雨滴收集雪,雪随着雨滴的冻结而转化成霰。因此霰的产生与过冷雨滴关系极大。霰主要撞冻云水、收集雪和冰晶增长,其中撞冻是霰的重要增长过程。雨水主要由霰的融化形成,降水主要是由冷云过程产生的。在过冷层,霰撞冻增长占优势。云上部的冰晶和雪对云的中部具有播撒作用,过冷层中存在丰富的过冷水,对冰相粒子的撞冻增长有利。对云水消耗的分析表明,雨滴对云滴的收集、霰和雪对云水的撞冻增长是消耗云水的主要过程。(3)从各种粒子的形成和增长过程可以看出,大部分雨水由霰融化形成,暖云过程贡献要小得多。可见,降水主要是由冷云过程产生的,这与观测� 展开更多
关键词 微物理结构 粒子增长 降水机制 数值模拟
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一类带有非线性爆炸的粒子增长的数学模型
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作者 郑列 《数学的实践与认识》 CSCD 北大核心 2005年第4期16-26,共11页
所建立的数学模型是由可数无穷多个彼此相互关联的非线性常微分方程所组成的自治系统,它刻划了在只有基本粒子和i-粒子(i≥1 ) 进行碰撞反应的系统里,粒子增长过程中密度随时间的变化规律.研究了这一自治系统解的存在性、唯一性、密度... 所建立的数学模型是由可数无穷多个彼此相互关联的非线性常微分方程所组成的自治系统,它刻划了在只有基本粒子和i-粒子(i≥1 ) 进行碰撞反应的系统里,粒子增长过程中密度随时间的变化规律.研究了这一自治系统解的存在性、唯一性、密度守恒以及解的渐近性质. 展开更多
关键词 非线性爆炸 粒子增长 数学模型 常微分方程 密度守恒
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非水分散聚合制备交联聚苯乙烯微球——单体浓度对聚合速率和粒子大小的影响 被引量:9
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作者 张洪涛 江兵兵 黄锦霞 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期57-61,共5页
以聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)为稳定剂 ,在醇介质中通过分散聚合法合成了 2 μm~ 6 μm交联聚苯乙烯 (PS)微球。研究了不同阶段聚合速率与单体浓度 (C)、交联剂浓度 (E)的关系 ,粒子大小、粒径分布、粒子数目浓度随聚合反应时间变化的情况... 以聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)为稳定剂 ,在醇介质中通过分散聚合法合成了 2 μm~ 6 μm交联聚苯乙烯 (PS)微球。研究了不同阶段聚合速率与单体浓度 (C)、交联剂浓度 (E)的关系 ,粒子大小、粒径分布、粒子数目浓度随聚合反应时间变化的情况。发现聚合初期 (阶段 ) ,聚合速率 Rp∝C0 .55,Rp∝E1.0 2 ,反应在连续相与粒子相中同时进行 ,粒子增长方式多样化 ;聚合后期 (阶段 ) ,Rp∝ C0 .95,反应主要发生在连续相 。 展开更多
关键词 非水分散聚合 制备 交联聚苯乙烯微球 单体浓度 聚合速率 粒子 影响 粒子增长方式 聚合场所
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珠三角地区大气新粒子增长-缩小过程特征 被引量:8
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作者 岳玎利 钟流举 +4 位作者 沈劲 张涛 袁鸾 周炎 曾立民 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1-7,共7页
广东大气超级监测站新粒子生成事件中,在新粒子快速增长后观测到明显的颗粒物缩小过程(即新粒子增长-缩小过程)。结合3~1 000nm颗粒物数谱分布、颗粒物化学组成和重要气态污染物的变化,具体分析这类新粒子生成事件出现颗粒物缩小过程的... 广东大气超级监测站新粒子生成事件中,在新粒子快速增长后观测到明显的颗粒物缩小过程(即新粒子增长-缩小过程)。结合3~1 000nm颗粒物数谱分布、颗粒物化学组成和重要气态污染物的变化,具体分析这类新粒子生成事件出现颗粒物缩小过程的特性和成因。结果表明,秋季新粒子生成事件发生频率和新粒子增长-缩小过程出现频率均较高。新粒子增长速率为3.0~12.0nm/h,颗粒物缩小速率为2.2~10.9nm/h。新粒子增长过程中,颗粒有机物对PM_(2.5)浓度贡献最大;颗粒物缩小过程中,SO_4^(2-)对PM_(2.5)浓度贡献最大,且SO_4^(2-)、NH_4^+和元素碳对PM_(2.5)浓度的贡献有所提高;NO_3^-和颗粒有机物对PM_(2.5)浓度的贡献下降,且颗粒有机物中二次有机颗粒物对PM_(2.5)浓度贡献的下降幅度明显大于颗粒有机物对PM_(2.5)浓度贡献的下降幅度。经分析,固态NH4NO3分解和低挥发性有机物挥发是颗粒物缩小的重要直接原因,扩散条件改善和大气氧化性减弱可能是推动新粒子增长转为颗粒物缩小过程的重要条件。 展开更多
关键词 粒子生成新粒子增长颗粒物缩小气-粒转化
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2015~2017年上海郊区大气新粒子生成特征 被引量:7
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作者 霍俊涛 王新宁 +2 位作者 段玉森 伏晴艳 陈冰怡 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4791-4800,共10页
本研究利用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对上海郊区2015~2017年期间大气新粒子生成进行长期连续观测,结合气象要素、气态污染物和PM2.5化学组分等数据,分析上海郊区新粒子生成特征.结果表明,上海郊区新粒子生成天(NPF)为172 d,占有效天数... 本研究利用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)对上海郊区2015~2017年期间大气新粒子生成进行长期连续观测,结合气象要素、气态污染物和PM2.5化学组分等数据,分析上海郊区新粒子生成特征.结果表明,上海郊区新粒子生成天(NPF)为172 d,占有效天数(942 d)的18.3%;其中典型新粒子生成天(Event)和新粒子增长-缩小天(Shrinkage)分别为150 d和32 d;NPF天占比春、夏季最高,秋季次之,冬季最低.高温低湿、太阳辐射强、风速大和降雨量少的气象条件有利于新粒子生成;南风、西南风和西风期间Event天占比高,气团主要来自环太湖流域植被覆盖和农业种植区,而Non-NPF和Shrinkage天主导风向为东北、东到东南风.与非新粒子生成天(Non-NPF)相比,Event天各季度SO2和O3均高,表明气态硫酸和光化学反应为新粒子生成的关键因素;PM2.5浓度并不均低于Non-NPF天,但PM10值均更高,可能与多相光催化反应有关.Shrinkage天除O3外,其他污染物浓度均最低,较低的气态前体物导致新粒子增长程度有限.PM2.5化学组分显示,Event天NH4^+、SO4^2-和NO3-无机组分秋季平均浓度高于Non-NPF天,其他季节则相反;有机碳各季节平均浓度均高于Non-NPF天;Shrinkage天各组分浓度最低,但春、夏、冬季有机碳占比均高于Non-NPF天;因此有机物在上海郊区新粒子生成及增长过程中有重要贡献. 展开更多
关键词 粒子生成(NPF) 粒子增长-缩小 上海郊区 气象要素 化学组分
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黄山大气气溶胶新粒子生长特性观测分析 被引量:6
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作者 郝囝 银燕 +3 位作者 肖辉 袁亮 高晋徽 陈魁 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期13-22,共10页
利用2012年9月22日~10月28日黄山地区大气气溶胶、二氧化硫和臭氧观测数据,结合气象数据,分析气溶胶新粒子的生成-增长特征.分析发现,在33个有效观测日中,有新粒子生成-增长的观测日占总数的18.2%,其中晴天的发生频率为37.5%,新粒子... 利用2012年9月22日~10月28日黄山地区大气气溶胶、二氧化硫和臭氧观测数据,结合气象数据,分析气溶胶新粒子的生成-增长特征.分析发现,在33个有效观测日中,有新粒子生成-增长的观测日占总数的18.2%,其中晴天的发生频率为37.5%,新粒子生成-增长都开始于晴天上午,与无新粒子观测日相比,太阳辐射量、风速、SO2及O3浓度较高,环境温度和相对湿度较低.气溶胶新粒子的增长具有由小及大的特点,核模态气溶胶粒子(10~20nm)数浓度最先增加,爱根核模态粒子(20~50nm)数浓度随着时间推移逐渐增大,但浓度峰值依次下降,平均增长率为3.58nm/h.SO2浓度先于核模态气溶胶数浓度到达峰值,其氧化后的产物H2SO4为新粒子的核化提供前体物,并且参与新粒子的增长过程,当SO2浓度较低时,不会发生新粒子生长事件. 展开更多
关键词 粒子生长 粒子增长 痕量气体 黄山
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北京新粒子生成事件期间颗粒物数浓度变化及颗粒增长特征 被引量:3
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作者 马立亚 姚小红 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期22-32,共11页
本研究分析了2011年冬季、2012年春季和2014年夏季3次短期观测实验中北京城市大气新粒子生成(NPF)事件的季节特征。结果显示,116天的观测中,共发生37次NPF事件(频率为32%)。尽管不同于NPF事件中新粒子核模态颗粒物数浓度的最大净增长量(... 本研究分析了2011年冬季、2012年春季和2014年夏季3次短期观测实验中北京城市大气新粒子生成(NPF)事件的季节特征。结果显示,116天的观测中,共发生37次NPF事件(频率为32%)。尽管不同于NPF事件中新粒子核模态颗粒物数浓度的最大净增长量(NMINP)变化显著,春、夏季观测期间的NMINP平均值非常接近,分别为1.60×104和1.57×104 cm-3,冬季均值大幅下降至0.83×104 cm-3。统计分析发现,NMINP和新粒子生成速率(J8~20 nm)及SO2浓度在特定条件下存在相关性,此时NMINP可以由J8~20 nm和SO2浓度近似计算;但是除特定条件外,新粒子形成受多因素共同影响,导致J8~20 nm和NMINP之间缺乏相关性,NMINP和SO2浓度相关性也显著下降。考虑新粒子对气候的潜在影响,即只有粒径增大到50 nm以上的新粒子可在大气超饱和度大于0.6%的条件下活化为云凝结核,而粒径达到70~80 nm的新粒子可以在常见大气超饱和度下活化为云凝结核,本研究引入了新粒子的最大中值粒径(Dpgmax)这一概念。根据最终Dpgmax将观测到的37例NPF事件分为3类,类型I(最终Dpgmax在10~15 nm)、类型II(最终Dpgmax在27~48 nm)和类型III(最终Dpgmax可达75~120 nm)。类型I,II,III分别占总观测事件的22%,16%,30%,其余32%的事件无法确定最终Dpgmax。值得注意的是,只在夏季观测到了类型III。统计分析显示,低Ox(NO2+O3)浓度不利于新粒子增长到类型II和III。基于类型II和III的分析,发现硫酸蒸汽浓度对此类新粒子增长的贡献小于10%,日间Ox氧化有机物很可能是促使新粒子增长的主要原因,夜间硝酸铵和有机物均可能促使新粒子增长。 展开更多
关键词 粒子生成 粒子增长 颗粒物数浓度 硝酸铵 二次有机气溶胶
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粒子增长法硅溶胶的制备和应用 被引量:1
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作者 曹伯兴 《无机盐工业》 CAS 北大核心 1989年第6期6-10,共5页
本文叙述了粒子增长法硅溶胶制备方法的发展历程及作者单位综合该法优点开发的新工艺,并列述了新工艺的特点、流程、产品达到的性能指标和应用范围。
关键词 粒子增长 硅溶胶 二氧化硅
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