Picarro | 棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系

日期： 2024-09-30

瀏覽次數(shù): 30

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Picarro | 棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系

棕色碳（BrC）是一類在近紫外和可見光區(qū)吸收光輻射的有機(jī)碳，不僅對(duì)大氣造成輻射強(qiáng)迫，更是對(duì)大氣光化學(xué)反應(yīng)速率有著重要作用。BrC不僅影響著大氣的輻射平衡和氣候變化，還直接關(guān)系到區(qū)域空氣質(zhì)量與公眾健康。本論深入探討了棕色碳發(fā)色團(tuán)的光學(xué)性質(zhì)與化學(xué)成分之間的密切關(guān)聯(lián)，為更準(zhǔn)確地評(píng)估其在環(huán)境系統(tǒng)中的行為和影響提供了科學(xué)依據(jù)。

棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系

背景介紹

棕色碳（BrC）是大氣有機(jī)氣溶膠的重要組分，在紫外到近紅外波段具有較強(qiáng)的吸光能力，對(duì)全球氣候變化和大氣化學(xué)過(guò)程具有重要影響。BrC結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類眾多、來(lái)源廣泛。大量研究表明生物質(zhì)燃燒、煤燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣、生物排放以及二次有機(jī)氣溶膠等是BrC的重要來(lái)源。芳香族揮發(fā)性有機(jī)化合物，如苯同系物和衍生物，也可能是BrC發(fā)色團(tuán)的重要前體。但是，不同源排放的BrC進(jìn)入大氣后，受到復(fù)雜的大氣化學(xué)過(guò)程，其光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化。

研究方法

2018年冬季高污染期，在機(jī)動(dòng)車影響區(qū)和生物質(zhì)燃燒影響區(qū)來(lái)調(diào)查BrC發(fā)色團(tuán)的化學(xué)組分和光吸收性質(zhì)。利用Picarro SI2103氨氣分析儀測(cè)量NH3。將環(huán)境相對(duì)濕度、溫度、固相無(wú)機(jī)物和NH3作為輸入?yún)?shù)，利用ISORROPIA II 熱動(dòng)態(tài)模型計(jì)算氣溶膠液態(tài)水，進(jìn)而計(jì)算其含量。

Picarro | 棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系

結(jié) 論

對(duì)苯二甲酸、硝基苯酚和硝基兒茶酚是BrC的主要組成物質(zhì)，占識(shí)別的發(fā)色團(tuán)濃度的50%以上。硝基苯酚和硝基兒茶酚對(duì)300~400 nm之間BrC吸光度的貢獻(xiàn)超過(guò)50%。生物質(zhì)燃燒相關(guān)產(chǎn)物和人為揮發(fā)性有機(jī)化合物的氧化產(chǎn)生了類似的BrC發(fā)色團(tuán)，這意味著這些功能化的芳香族化合物在這兩種環(huán)境中都起著重要作用。與生物質(zhì)燃燒影響區(qū)（22%）相比，機(jī)動(dòng)車影響區(qū)功能化芳香族化合物對(duì)BrC的吸收比例更高（25%）。

上一篇：Picarro | 沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3源和匯研究下一篇：Picarro | 北京城區(qū)NH3排放源-機(jī)動(dòng)車尾氣

News / 相關(guān)新聞 More

ASD | LabSpec地物光譜儀在反演土壤水分特征曲線方面的應(yīng)用

2024 - 11 - 07

對(duì)地表入滲和蒸發(fā)通量的分配，以及準(zhǔn)確量化不同空間尺度下土壤與大氣之間的質(zhì)量和能量交換過(guò)程，都需要了解土壤的水文性質(zhì)（如土壤水分特征曲線和導(dǎo)水率特征曲線）。土壤水分特征曲線（SWRC）描述了在基質(zhì)勢(shì)下土壤水分含量的平衡情況，是重要的水文特性，與土壤孔隙的大小分布和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，受土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機(jī)物和粘土礦物等因素的影響。傳統(tǒng)測(cè)量SWRC的實(shí)驗(yàn)室方法繁瑣，數(shù)據(jù)往往不完整，且只覆蓋有限的水分含量范圍。近年來(lái)，近程和遙感技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，特別是在光學(xué)域內(nèi)的土壤反射光譜已被用于獲取土壤礦物學(xué)和化學(xué)成分、有機(jī)物含量、粒度分布及水分含量等信息。這些研究為衛(wèi)星遙感提供了大尺度測(cè)繪的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)方法主要依賴光譜轉(zhuǎn)移函數(shù)，盡管能有效推斷土壤水力特性，但需大量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校準(zhǔn)。本文提出了一種新的實(shí)驗(yàn)室方法，通過(guò)水分含量依賴的短波紅外（SWIR）土壤反射光譜直接估計(jì)SWRC，利用最近開發(fā)的前向輻射傳輸模型，僅...

More

LI-2100 | 基于水分利用策略和植物性狀確定坡耕地玉米種植適宜土壤厚度

2024 - 10 - 29

水資源在糧食生產(chǎn)和生態(tài)修復(fù)中的關(guān)鍵作用，特別是在頻繁出現(xiàn)的高溫、干旱等極端天氣條件下，威脅糧食生產(chǎn)，加速土地退化。研究指出，中國(guó)作為人均水資源低于世界平均水平的國(guó)家，農(nóng)業(yè)用水已占全國(guó)總用水量的60%以上，但整體用水效率較低且區(qū)域差異顯著。尤其在山區(qū)和丘陵地區(qū)，土壤侵蝕和厚度減少嚴(yán)重影響了蓄水能力，加劇了干旱頻發(fā)和作物減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，本文強(qiáng)調(diào)了通過(guò)優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理實(shí)踐，提高用水效率，以緩解干旱脅迫，維持作物產(chǎn)量的重要性。本次田間試驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院鹽亭紫色土農(nóng)業(yè)生態(tài)站進(jìn)行，該站位于中國(guó)四川盆地中北部，海拔400-600m（東經(jīng)105° 27’，北緯 31°16’）（圖 1）。該地區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，平均氣溫 17.3℃。年平均降水量為826mm，蒸發(fā)量為680 mm。降雨分布不均，約70%的年降水發(fā)生在夏秋季，季節(jié)性干旱頻繁，主要發(fā)生在春季和初夏。圖1...

More

Resonon | Pika IR+高光譜成像儀在考古學(xué)方面的應(yīng)用

2024 - 10 - 29

考古學(xué)雖然常與發(fā)掘相關(guān)，但許多遺址仍需通過(guò)地表上的文物和其他特征來(lái)進(jìn)行識(shí)別。對(duì)這些地表考古記錄的分析不僅可以揭示不同定居時(shí)期的信息，還能展示土地的農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)或儀式用途，以及景觀中人、物、思想的流動(dòng)模式。本文介紹了一種利用機(jī)載高光譜短波紅外 (SWIR) 圖像的新方法，用于記錄和分析地表考古材料。SWIR 光可以區(qū)分不同類型的巖石、礦物和土壤，地質(zhì)學(xué)家經(jīng)常利用這一原理繪制地質(zhì)圖。Resonon Pika IR+高光譜成像儀能夠以優(yōu)于10厘米的空間分辨率收集SWIR圖像，從而識(shí)別并表征地表文物。本文探討了在NASA Space Archaeology 資助下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，展示了這項(xiàng)技術(shù)的潛力和挑戰(zhàn)，特別是在成功定位和表征單個(gè)文物方面，同時(shí)指出了未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵方向。作者團(tuán)隊(duì)將 Resonon Pika IR+高光譜成像儀安裝在 DJI M600上（圖 1）。還在機(jī)身頂部安裝了額外的 GPS 天線桿...

More

2018–2019年大興安嶺北部近地表土壤凍融期森林土壤CO2和CH4通量

2024 - 10 - 21

高緯度苔原和針葉林、中緯度闊葉林和草原、高山和高原地區(qū)普遍存在季節(jié)性、晝夜性甚至持續(xù)數(shù)小時(shí)的凍融循環(huán)。北半球近55%的陸地面積經(jīng)歷季節(jié)性凍融，土壤凍融循環(huán)持續(xù)時(shí)間從幾天到150天不等。頻繁的凍融循環(huán)改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和代謝，加速土壤有機(jī)質(zhì)的分解，并以溫室氣體（如CO2、CH4和N2O）或溶解有機(jī)碳（DOC）的形式排放。這些過(guò)程已成為生態(tài)學(xué)、凍土學(xué)和生物地球化學(xué)研究的重點(diǎn)。凍融循環(huán)對(duì)地表土壤CO2和CH4通量的影響備受關(guān)注。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，積雪對(duì)冬季土壤呼吸的影響是短暫的，厚度變化對(duì)CO2通量影響小。了解活動(dòng)層過(guò)程對(duì)多年凍土區(qū)土壤CO2和CH4動(dòng)態(tài)的響應(yīng)和反饋至關(guān)重要。凍融循環(huán)頻率和持續(xù)時(shí)間對(duì)高寒地區(qū)土壤碳通量具有重要調(diào)控作用。不同生態(tài)系統(tǒng)在融化期具有較高的CO2和CH4通量，研究表明，在近地表土壤凍結(jié)期間CO2通量達(dá)到峰值，隨后顯著下降。春季融化期（20-30天）的甲烷通量...

More

【關(guān)閉窗口】【打印】