實(shí)際環(huán)境大氣中的氣溶膠，尤其是城市型氣溶膠，在環(huán)境濕度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)吸收大氣中的水汽造成體積的增長(zhǎng)，增強(qiáng)對(duì)可見(jiàn)光的散射能力，導(dǎo)致能見(jiàn)度的下降，對(duì)地氣系統(tǒng)輻射平衡產(chǎn)生一定的影響。氣溶膠中的液態(tài)水會(huì)作為化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，促進(jìn)氣-粒轉(zhuǎn)化過(guò)程，加速二次氣溶膠的生成；氣溶膠吸濕能力隨之增強(qiáng)，液態(tài)水含量進(jìn)一步增加，從而形成二次氣溶膠生成的正反饋過(guò)程，導(dǎo)致污染物的“爆發(fā)性”積累，促進(jìn)極端污染事件的迅速發(fā)生。因此，獲取氣溶膠液態(tài)水含量(ALWC)廓線對(duì)于大氣污染事件產(chǎn)生機(jī)制的理解和評(píng)估氣溶膠的輻射效應(yīng)具有重要的意義。

       北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系李成才副教授研究組、趙春生教授研究組與北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院朱彤教授研究組、浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉東教授研究組共同合作，將偏振激光雷達(dá)反演液態(tài)水含量的方法成功應(yīng)用到了高光譜激光雷達(dá)(HSRL)的探測(cè)中，獲取了邊界層全天候的氣溶膠液態(tài)水含量廓線，并定量評(píng)估了氣溶膠液態(tài)水含量的增加對(duì)能見(jiàn)度的降低作用和對(duì)地氣系統(tǒng)的輻射冷卻作用。

       基于氣溶膠吸水長(zhǎng)大過(guò)程中由不規(guī)則形狀向球形轉(zhuǎn)變的物理假設(shè)，結(jié)合近地面顆粒物化學(xué)成分，研究組前期的研究基于拉曼激光雷達(dá)的觀測(cè)，提出了利用粒子線性退偏比與氣溶膠后向散射系數(shù)計(jì)算氣溶膠液態(tài)水含量的方法。由于拉曼散射在白天觀測(cè)信噪比低的限制，利用拉曼激光雷達(dá)只能夠在夜間獲得可靠的氣溶膠液態(tài)水含量廓線，在白天無(wú)法獲得反演結(jié)果。高光譜激光雷達(dá)相對(duì)于這點(diǎn)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有偏振通道的高光譜激光雷達(dá)可以獲得全天候連續(xù)觀測(cè)的氣溶膠光學(xué)參數(shù)，該研究將反演氣溶膠液態(tài)水的方法應(yīng)用到高光譜激光雷達(dá)探測(cè)中，獲得了連續(xù)觀測(cè)的液態(tài)水含量廓線。利用近地面三波段加濕濁度計(jì)估算的近地面氣溶膠液態(tài)水含量對(duì)該結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，二者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.94（N = 192）。

       研究成果發(fā)表在國(guó)際環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域重要期刊Science of the Total Environment (STOTEN)，博士研究生任靜靜同學(xué)為論文第一作者，通訊作者為李成才老師。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 42075133，42030607和41775023)等項(xiàng)目的資助。

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• Ren, J., W. Tan, X. Tian, Z. Wu, C. Li, J. Li, C. Zhao, D. Liu, L. Kang & T. Zhu, 2021. Retrieval of aerosol liquid water content from high spectral resolution lidar. Science of The Total Environment, 149423, 10.1016/j.scitotenv.2021.149423.  (https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149423)
• Tan, W.; Yu, Y; Li, C.*; Kang, L.; Dong, H.; Zeng, L.; Zhu, T., 2020. Profiling aerosol liquid water content using a polarization lidar. Environ. Sci. Technol., 10.1021/acs.est.9b07502. （https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b07502）
• Tan, W.; Li, C.*; Liu, Y.; Meng, X.; Wu, Z.; Kang, L; Zhu, T., 2019. Potential of polarization lidar to profile the urban aerosol phase state during haze episodes. Environ. Sci. Technol. Lett., 10.1021/acs.estlett.9b00695. （https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.estlett.9b00695） 

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721044971

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