天津城区大气气溶胶复折射指数的反演及消光贡献分析

气溶胶的复折射指数是直接影响其散射特性和吸收特性的基本物理量之一.为深入研究城市大气气溶胶的复折射指数特征,引入一种具有高时间分辨率优点的反演方法来反演气溶胶复折射指数.依据辐射传输理论,将天津大气边界层观测站观测到的高精度散射系数、吸收系数和数浓度谱分布数据利用查表法代入Mie理论气溶胶粒子群消光计算公式,对大气气溶胶复折射指数进行反演.结果表明:①天津城区2011年4月观测地点0.55 μm波长处的气溶胶复折射指数实部平均值为1.64,虚部平均值为0.015.②气溶胶复折射指数实部和虚部均有明显日变化规律,实部和虚部均与相对湿度呈正相关,与风速呈负相关.③利用反演得到的复折射指数对不同粒径大气气溶胶的消光特性进行计算发现,对散射特性而言,>0.25~1.00 μm粒子对散射系数的贡献率达86%;对吸收特性而言,>0.25~2.50 μm粒子对吸收系数的贡献率为53%,>2.50~32.00 μm粒子对吸收系数的贡献率为47%.研究显示,>0.25~1.00和>1.00~32.00 μm的粒子对吸收系数的贡献率均较高,但对散射系数而言,>0.25~1.00 μm的粒子贡献率较高,因此综合考虑气溶胶散射系数、吸收系数和消光系数,控制>0.25~1.00 μm的气溶胶粒子数浓度可有效改善大气能见度.      

天津市空气质量健康指数（AQHI）的建立及应用

为了解大气污染物对人体健康的影响,利用广义相加模型(Generalized Additive Models,GAM)根据2013年1月1日—2018年10月31日大气污染物质量浓度资料和天津全市就医人次数据计算了大气污染物的暴露反应关系系数。利用该系数建立了天津地区空气质量健康指数(AQHI)。结果表明,天津市6种大气污染物对人群的就医人次数均有正反馈,SO_2、NO_2、CO、O_3、PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度每升高10μg·m~(-3),全市就医人次数分别增加1.99%,3.16%,0.09%,1.17%,1.19%和1.94%。2018年SO_2、NO_2、CO、O_3、PM_(10)、PM_(2.5)造成就医人次数量增加率分别为2.41%,15.31%,9.00%,8.55%,9.69%和10.32%。在当前状况下,控制NO_2和PM_(2.5)浓度将有助于降低天津居民的健康风险。构建了天津空气质量健康指数AQHI,根据频度分布情况,将天津市空气质量健康风险级别分为:低风险(AQHI:0—3)、中度风险(AQHI:4—6)、高风险(AQHI:7—8)、极高风险(AQHI:9—10+),并针对心血管类疾病患者、儿童和老人等敏感人群分别给出健康建议。经与AQI对比和检验,发现AQHI能更好地描述人群的就医行为,AQHI指数对居民采取健康行为有指导意义,AQHI的预报将更有利于居民提前采取预防措施以规避大气污染对人体健康的风险。