合肥研究院在大气黑碳气溶胶光化学老化的光吸收增强研究中取得进展

近日，中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所研究员张为俊课题组在大气黑碳气溶胶光化学老化的光吸收增强研究方面取得新进展，相关研究成果以The influence of photochemical aging on light absorption of atmospheric black carbon and aerosol single-scattering albedo 为题发表于欧洲地球科学协会（EGU）出版的Atmospheric Chemistry and Physics上。

大气中的黑碳（Black Carbon，BC）主要来源于化石燃料和生物质等不完全燃烧。黑碳是大气气溶胶中最大的光吸收体，对气候系统的辐射平衡有重要影响。排放到大气中的黑碳会经历复杂的老化过程，如与其他气溶胶粒子的碰并、蒸汽在表面的凝结和大气化学氧化等。包裹后的黑碳，由于透镜效应，其光吸收会得到增强（增强因子为Eabs，黑碳包裹后与包裹前的光吸收之比）。复杂的大气老化过程和多变的排放源，使得黑碳光吸收增强的机制仍存在争议。

课题组研究员赵卫雄、助理研究员徐学哲等人利用自主研制的宽带腔增强反照率光谱仪与热扩散管联用测量了寿县地区PM2.5的光学特性（Eabs和单次散射反照率（w）），使用Ox（臭氧和二氧化氮之和）作为大气光化学老化指示物，分析光化学老化对Eabs和w的影响。研究发现：黑碳的光吸收增强依赖于壳层的厚度和壳层的光吸收能力；在高氧化条件下，壳层的光吸收会增强。该研究加深了大气老化过程影响黑碳光吸收增强的认识。

该研究工作得到国家自然科学基金、安徽省杰出青年科学基金、中科院青年创新促进会和公益性行业（气象）科研专项的资助。

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不同Ox浓度下，Eabs和w的相关关系，以及算法反演得到的壳层厚度（Dshell）和壳层的复折射率虚部（kshell）