利用雲凝結核計數器在不同地域雲凝核微物理特性之探討

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姓名

蔡合量(Hei-Liang Tsai) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

利用雲凝結核計數器在不同地域雲凝核微物理特性之探討
(Study the microphysical characteristics of cloud condensation nuclei (CCN) at different areas using a CCN counter)

相關論文

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★ 桃園地區降水化學與硫化物清除係數探討	★ 亞洲沙塵好發期間雲水化學特性分析
★ 光達及太陽輻射儀之應用：2005中壢氣膠光學垂直特性及邊界層高度之變化	★ 2001年東亞硫沉降之模擬
★ 亞洲生質燃燒氣膠對區域大氣輻射之衝擊及對氣象場的反饋作用	★ 鹿林山與中壢氣膠光學垂直特性之監測與比較
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摘要(中)

本文旨在應用自動雲凝結核計數器（DMT continuous flow stream wise thermal gradient cloud condensation nuclei counter, CCN counter）在陽明山國家公園竹子山區（25.11°N，121.31°E，1,103 m）和國立海洋生物博物館（22.05° N，120.699°E，98 m）進行雲凝結核之觀測研究，以探討不同地域的雲凝結核之微物理特性。
在竹子山觀測時間為2010年1月20日到3月9日，結果發現不同空氣源與天氣系統會影響雲凝結核成為雲滴時數目濃度和粒徑。此外，雲水化學分析結果發現海鹽離子( Na+、Cl- ) 佔總離子濃度42%以上，具有海洋氣團之特性。以nss-SO42-/NO3-平均比值為1.4，顯示陽明山雲霧水以長程傳送為主要途徑。在2010年3月14日到4月4日和4月17 - 19日進行海生館之觀測，發現沙塵事件帶來的二次污染物會使雲凝結核的數目濃度增加，而氣膠光學厚度(AOD675nm)也出現1.3高值，透過Angstrom exponent值為0.7得知沙塵氣膠以粗粒徑氣膠為主。進一步估算雲凝結核的指數定律關係式NCCN=CSk，研究結果顯示海生館觀測期間的空氣類型比較接近大陸型氣團，雲凝結核微物理參數C和k約為6,844 cm-3與2.04，而竹子山觀測期間之空氣類型則較接近海洋型氣團，其C和k值分別為2,436 cm-3與0.63。

摘要(英)

This research is aimed to study the microphysical characteristics of cloud condensation nuclei (CCN) at Mt. Bamboo (25.11 ° N, 121.31 ° E, 1,103 m) and the National Museum of Marine Biology and Aquarium (NMMBA, 22.05 ° N, 120.699 ° E, 98 m) using a DMT continuous flow stream wise thermal gradient cloud condensation nuclei counter.
At Mt. Bamboo, in-situ measurements were taken during January 20 to March 9, 2010. The results show the CCN concentrations had diurnal variation, which was influenced by different air sources. Additionally, the principal ions in cloud water were found to be Cl-, Na+ for more than 42% of the total ion concentration. Average ratio of nss-SO4 2 - / NO3- was 1.4, indicating the long-range transport of pollutants. Besides, similar measurements of CCN were performed at NMMBA druing March 14 to April 4, 2010 and April 17 - 19, 2010. The results show the dust storm carrying with secondary pollutants will increase cloud condensation nuclei concentration. The AOD675nm also appeared at a high value of 1.3, and Angstrom exponent indicated the coarse particle size of dust aerosol particles.
According to the expression NCCN = CSk, the NMMBA air type of observation was close to the continental air mass. Cloud condensation nuclei microphysical parameters C and k were about 6,844 cm -3 and 2.04, while the Mt. bamboo air types were closer to the sea-based air mass, the C and k values were 2,436 cm -3 and 0.63.

關鍵字(中)

★ 雲凝結核
★ 氣膠光學厚度

關鍵字(英)

★ cloud condensation nuclei
★ aerosol optical depth

論文目次

摘要 I
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
第二章文獻回顧 4
2.1 氣膠的分類及來源 4
2.2氣膠與雲相互作用的具體機制 5
2.3 氣膠之輻射效應 6
2.4 雲凝結核之微物理特性 9
第三章研究方法 12
3.1 實驗時間與地點 12
3.2 實驗設備與觀測原理 14
3.3 化學分析 16
3.4 雲凝結核微物理參數之計算 17
3.5 氣流軌跡分析與氣象、空品資料 18
3.6 群集分析(Cluster Analysis) 19
3.7 活化率之計算 21
第四章結果與討論 23
4.1 不同地域雲凝結核粒徑分布之變化 23
4.1.1 竹子山測站雲凝結核變化（2010/01/20-2010/03/09 LST） 24
4.1.2 竹子山測站雲霧水化學分析（2010/01/20-2010/03/09 LST） 30
4.1.3 竹子山雲凝結核日夜變化（2010/01/20-2010/03/09 LST） 32
4.2 屏東海生館雲凝結核微與光學特性之變化分析 33
4.2.1 雲凝結核與氣膠光學特性之日變化 40
4.2.2 雲凝結核活化率之計算 (2010/04/17-2010/04/19 LST) 40
4.3 雲凝結核微物理參數之分析 42
4.4個案分析 44
第五章結論與未來展望 47
5.1 結論 47
參考文獻 50

參考文獻

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指導教授

林能暉(Neng-hui Lin)

審核日期

2010-7-22

推文