[科普中国]-大气杂质

概念

大气中除了气体成分以外，还有很多由液体和固体杂质、微粒组成的大气杂质，也可称为气溶胶粒子。杂质是指来源于火山爆发、尘沙飞扬、物质燃烧的颗粒、流星燃烧所产生的细小微粒和海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒1，还有细菌、微生物、植物的孢子花粉等。它们多集中于大气的底层。

液体微粒，是指悬浮于大气中的水滴、过冷水滴和冰晶等水汽凝结物。

特征具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点，多集中于大气的底层，对云的凝结核、雨滴、冰晶形成，进而对降水的形成起重要作用。甚至可以改变云的存在时间，能够在云的表面产生化学反应，决定降雨量的多少，影响大气成分。

来源气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗粒，它来源于自然界和人类活动。

（1）来源于自然界，如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等。

（2）有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。

分类气溶胶粒子的谱分布是指对应于不同半径的气溶胶粒子浓度的分布。

大气气溶胶粒子统计图表

一、气溶胶粒子的分类按尺度大小对气溶胶粒子的分类（半径用等效半径）爱根核（半径r10μm飘尘），气溶胶粒子大小为0.001~100微米。

对流层中气溶胶粒子浓度随高度按指数减小，对流层顶达到最小。平流层中气溶胶粒子浓度又有些增加，在20km左右出现一个气溶胶层。

二、烟尘及工业粉尘人类活动产生的气溶胶粒子的浓度有明显的日变化：清晨，浓度最大；中午前后，浓度最小；黄昏，浓度又增加；夜间，浓度再次减小。

三、海沫破裂干涸成核海沫破裂产出海盐水滴，蒸发干涸形成巨核和爱根核。

四、气-粒转化爱根核由大气中微量气体转化而来。如so2经光化学氧化作用，高温下能生成硫酸盐微滴，蒸发后成为硫酸盐质点。

五、微生物、孢子、花粉等有机物质点。

六、宇宙尘埃，如流星2.5.3气溶胶粒子在大气过程中的作用一、在云雾降水中的作用气溶胶粒子起着凝结核、冰核、凝冻核、凝华核的作用，使云雾滴能够产生并长大，形成云雾降水。

垂直分布溶胶粒子浓度的垂直分布：

对流层中气溶胶粒子浓度随高度按指数减小，对流层顶达到最小。平流层中气溶胶粒子浓度又有些增加，在20km左右出现一个气溶胶层。

作用对大气中的物理过程和物理现象的产生有极大的作用：

（1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；

（2）缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量，对地面和大气的温度变化产生了一定的影响；

（3）大气中杂质、微粒，聚集在一起，降低大气透明度，影响大气能见度；

（4）充当水汽的凝结核，加速大气中成云致雨的过程，对云、雾、降水等形成有重要意义。

影响对大气辐射的影响气溶胶粒子能吸收和散射太阳辐射，削减到达地面的能量，减低低层大气的温度。另一方面，气溶胶粒子吸收了太阳能量，本身得到增温，并通过大气运动传输热量，提高高层大气的温度。

对大气光学特性的影响气溶胶的大粒子对太阳光的散射和吸收影响大气能见度，天空颜色。

对大气电学特性的影响由于宇宙射线等的作用，大气低层存在离子，晴天大气电场方向向下。小离子被爱根核吸附成为大离子，在电场作用下形成垂直方向的传导电流。在大气化学过程中的作用气溶胶粒子在大气的许多化学过程中起作用，造成严重的大气污染事件。如阳伞效应大气气溶胶的阳伞效应。

危害雾-霾在一定的天气条件下，气溶胶粒常聚在一起，形成霾、风沙浮尘等视程障碍现象，是大气透明度变差。

霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10公里的空气普遍混浊现象，这里的干尘粒指的是干气溶胶粒子。一般情况下，当能见度在1~10公里时可能既有干气溶胶的影响(即霾的影响)，也可能有水滴的贡献(即轻雾的贡献)，且不易区分，所以就被称为"雾-霾"现象。由于在实际的大气中没有气溶胶粒子作为云雾的凝结核(或冰核)，无法形成雾，所以雾和霾的背后都与气溶胶粒子有关。

大气腐蚀大气腐蚀是指暴露在空气中的金属腐蚀按地理位置和空气中的杂质可分为工业大气、海洋大气和农村大气腐蚀。金属腐蚀是十分普遍和严重的，腐蚀给人们带来的损失同样是惊人的。2

危害人类健康（1）当气溶胶的浓度达到足够高时，将对人类健康造成威胁，尤其是对哮喘病人及其他有呼吸进疾病的人群。

（2）空气中的气溶胶还能传播真菌和病毒，这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。