第八届青年地学论坛

大气中黑碳的光吸收影响辐射平衡和全球气候。由于黑碳具有复杂的链状分形结构，且在大气老化过程中不断发生变化，量化黑碳颗粒的形貌和模拟气光学特性具有较大挑战。本研究建立了一套黑碳单颗粒三维仿真建模方法；使用分形维数（D_f）表征了城市、郊区和高山站点的黑碳形态，并利用三维仿真建模方法EMBS和透射电子显微镜模拟外场观测的黑碳单颗粒光吸收增强（E_{abs, bulk}）。外混、部分包裹和全包裹黑碳颗粒的D_f平均值分别为1.76、1.85和1.91，随着老化程度增加而增大。当D_p/D_c > 2.0时，包裹程度对黑碳单颗粒的光吸收增强有显著影响。观测站点的E_{abs, bulk}分别为城市~1.6、郊区~1.6和高山站点~2.0。通过比较不同大气环境条件下的模拟计算和外场观测/实验室模拟结果，研究发现黑碳单颗粒的包裹程度可造成黑碳粒子群光吸收增强在~1和2.25之间变化。本研究阐释了黑碳粒子群光吸收增强的演变机制：黑碳单颗粒的包裹程度和包裹层厚度的多样性导致黑碳粒子群的光吸收增强存在显著差异。

黑碳气溶胶,光吸收,分形维数