单颗粒气溶胶及云雾凝结核在线观测实验室(Laboratory for real-time detection of individual particles and cloud/fog condensation nuclei)

实验室功能:

单颗粒气溶胶及云雾凝结核在线观测实验室是基于外场观测大气单个气溶胶颗粒及云雾凝结核理化特征的综合技术平台。实验室重点分析气溶胶及云雾凝结核的粒径、混合状态、吸湿性和光学性质等理化特征;研究理化特征对二次气溶胶形成、云雾形成及光学效应的影响;认识气溶胶的环境及气候效应。基于单颗粒的气溶胶理化特征分析从新的视角深化对气溶胶来源、老化过程及其环境气候效应的认识。综合性外场观测实验涵盖城市、城郊及高山背景站点,力求从区域角度深入认识气溶胶的形成、演变和其环境气候效应。

主要仪器:

1、单颗粒气溶胶质谱仪(Single Particle Aerosol Mass Spectrometer, SPAMS):该仪器由广州禾信仪器股份有限公司研制,利用空气动力学透镜作为颗粒物接口;利用双光束测径原理进行气溶胶粒子计数 (< 20个/s)和粒径分析(100-2000 nm);利用飞行时间质谱原理分析化学成分;最终实现单个亚微米气溶胶粒子粒径和化学组成的在线测量。

2、地用恒流虚拟撞击颗粒物采样探头系统(Ground-based Counterflow Virtual Impactor Inlet System, CVI Inlet – Model 1205)是产生一个带有精确控制,过滤和加热的恒流气流,在探头的进口阻断某些大小粒径的颗粒进入探头。只有大于某个可控的粒子大小的液滴可以穿过逆流区并进入到蒸发室中,在这水被蒸发,剩余干燥的凝结核粒子,作为CCN研究对象。

3、吸湿串联电迁移率分析仪(Humidified Tandem Differential Mobility Analyzer, HTDMA): 本系统包含了一台差分迁移分析仪、一台单分散气溶胶发生器和一套湿度控制系统;测量气溶胶颗粒的粒径分布和在相对湿度为10-90%条件下的吸湿增长因子(GF)。与SPAMS联用,可研究气溶胶混合状态、老化过程等对吸湿增长特性的影响。

4、扫描电迁移率分析仪(Scan Mobility Particle Sizer, SPMS+C)用于在线测量亚微米级气溶胶的数浓度粒径分布特征。

5、黑碳仪(Aethalometer, AE-33)用于在线测量气溶胶在不同波长(370 nm, 470nm, 520nm, 590nm, 660nm, 880nm, 950 nm)的光学吸收系数,获得黑碳(BC)的浓度。

气溶胶及云雾凝结核颗粒的单颗粒质谱特征实例:

气溶胶及云雾凝结核颗粒的粒径分布特征实例: