第九届青年地学论坛

大气离子可以诱导新粒子生成（NPF）并调节大气颗粒的荷电状态。在新粒子生成事件中，大气离子对新粒子荷电的特征时间尺度与颗粒生长到十几纳米所需的时间相当。因此，大气新颗粒的电荷状态分布可能偏离稳态分布。然而，当前基于观测荷电比推导新粒子初始荷电状态的理论方法由于受到其基本假设的影响，在一定条件下并不准确。此外，颗粒荷电是否会影响NPF事件中的颗粒大小和浓度也不清楚。在本研究中，我们开发了一个二维颗粒数据模型来模拟新粒子的动态荷电过程。利用该模型，我们模拟了NPF事件期间颗粒电荷分布的演变，考察的因素包括新粒子初始荷电状态、成核速率(J)、大气离子浓度(Nion)、颗粒生长速率(GR)和碰并汇(CoagS)。对于中性NPF，模拟表明GR和Nion对颗粒电荷状态有很强的影响，而J和CoagS的影响很小。对于离子诱导成核的（IIN）情况，带相反电荷的颗粒之间的碰并是影响颗粒带电量的重要因素，甚至可以使颗粒电荷分数低于稳态值。对于包括中性和IIN的混合成核，颗粒荷电分布可以近似为中性NPF和IIN的线性组合。与不考虑颗粒荷电的模拟相比，颗粒荷电对中性NPF事件中颗粒数浓度和模态直径仅微小的有影响，但对IIN期间的颗粒数浓度影响较为复杂。进一步根据模拟结果，我们构建了一种基于神经网络的方法来推断生长颗粒的荷电状态，并提出了基于颗粒观测来计算IIN比例的方法。我们还提出一个回归方程，用于计算在NPF期间颗粒电荷分数可以被视为稳态的颗粒大小。
 

新粒子生成,大气离子,数值模拟,荷电