中文摘要：

大气气溶胶吸湿性质在大气能见度、大气辐射强迫、环境健康等领域具有广泛影响。本项目以外场观测数据为基础、数值模拟为手段研究大气亚微米细粒子(PM1)散射吸湿增长机理。选取桑拿天高发的北京夏季开展有针对性的外场观测实验，采用先进的气溶胶质谱仪AMS、单颗粒黑碳光度计SP2获取高分辨率大气细粒子主要化学组分质量浓度、粒径分布；在MIE模型中引入包含颗粒有机物POM在内的主要化学物种粒径吸湿增长因子g(RH)、折射率及密度随湿度变化函数m(RH)、ρ(RH)，模拟大气细粒子主要化学物种、粒子群的散射吸湿增长因子f(RH)；在对模型模拟f(RH)不确定性分析的基础上，提取对大气消光及能见度衰减起主要作用的化学组分，基于细粒子化学组分及其散射吸湿增长因子建立大气能见度诊断模型。本研究有助于揭示不同化学物种散射吸湿增长因子的变化规律及影响因素，为阐明灰霾天气、桑拿天能见度衰减机理提供科学依据。

结论摘要：

大气气溶胶吸湿性质在大气能见度、灰霾形成与发展、大气辐射强迫、卫星的大气订正、气溶胶人体环境健康等研究领域具有广泛影响。本项目以实验室分析、外场观测、数值模拟为研究手段，深入研究了大气气溶胶散射吸湿增长机理，获得了典型地区北京市大气气溶胶主要化学组分散射吸湿增长因子定量化数据，并将该数据应用到大气消光物种分担、典型城市大气灰霾形成与发展机理分析。本项目开展以来，选取灰霾高发的北京春季、夏季、秋季、冬季开展了有针对性的大型外场观测实验，抓住了多次北京市区灰霾发生、发展、消失的过程，获取了高时间分辨率的大气细粒子PM2.5主要化学组分质量浓度、粒径谱分布、大气能见度、气象参数(相对湿度RH、气压场、风向、风速、降雨、太阳辐照度)、气溶胶光学厚度等宝贵实验数据；系统分析了北京市春、夏、秋、冬4个季节的大气气溶胶的化学组成特征与规律，阐明了大气主要化学组分粒径谱分布特征。在MIE模型中引入包含颗粒有机物POM在内的主要化学物种粒径吸湿增长因子g(RH)、折射率及密度随湿度变化函数m(RH)、ρ(RH)，模拟大气细粒子主要化学物种、粒子群的散射吸湿增长因子f(RH)；采用闭合实验的手段，基于化学组分理论研究了气溶胶散射吸湿增长机理。在对模型模拟f(RH)不确定性分析的基础上，提取了对大气消光及能见度衰减起主要作用的化学组分（硫酸盐、硝酸盐、铵盐、POM、元素碳），基于细粒子化学组分及其散射吸湿增长因子建立了大气能见度诊断模型。最后，把气溶胶的散射吸湿增长作为灰霾形成与发展的5大影响因素（气象条件、污染源排放、边界层发展、新粒子生成与长大、气溶胶吸湿增长）之一，部分解释了典型地区灰霾形成与发展的化学机制，为灰霾生消机制研究中气象与PM2.5化学成份之间架起了桥梁。本项目的开展与研究成果，有助于揭示不同化学物种散射吸湿增长因子的变化规律及影响因素，为阐明灰霾天气、桑拿天能见度衰减机理提供了科学依据。在本项目资助下，培养硕士研究生2名，本科生4名；发表SCI论文5篇、中文核心论文1篇；参加国内外会议6人次，发表会议论文4篇。