科研动态 | 我院韩永教授团队发表论文评论近20年全球大气气溶胶物理特性直接测量技术态势

2025年1月6日，我院韩永教授团队在国际专业学术期刊Atmospheric Environment上在线发表了题为“Direct measurement techniques for atmospheric aerosol: physical properties review”的评论性论文（见图1）。该研究聚焦近20年来全球大气气溶胶物理特性（包括粒径、粒形、浓度、有效密度、吸湿性和液态水含量等）的直接测量方法优缺点及最新进展，详细介绍了每种测量技术的基本原理，并通过具体案例展示其应用，指出了该类测量仪器未来技术改进和仪器开发的挑战（见图2）。

图1 论文在线发表页面

大气气溶胶是气体和在重力场中具有一定稳定性、沉降速度小的粒子混合系统，其粒径范围为0.001-100 µm。它们在大气能量和水循环中发挥着重要作用，对气候、环境和人类健康产生深远影响。气溶胶的微物理性质，如粒径、尺寸分布、形状和吸湿性等，影响了气溶胶的直接效应、云和降水的间接效应。然而，由于气溶胶的复杂性和动态变化，量化这些影响仍然面临诸多挑战。因此，准确测量气溶胶的物理性质对于研究辐射平衡、气候变化、云和降水及环境健康至关重要。

以气溶胶粒径的测量为例，粒径是气溶胶科学的重要特征之一，它与气溶胶的物理、光学、电学和化学特性密切相关。气溶胶颗粒通常呈现不规则的形状，因此往往通过测量“等效直径”来量化气溶胶的粒径大小。不同的测量方法，等效直径的定义不同，主要包括：使用光学粒子计数器（OPC）、激光粒度分析仪（LPSA）等来获得等效光学直径（Do）；使用空气动力学粒径谱仪（APS）、电子低压撞击器（ELPI）和气动气溶胶分级器（AAC）等来获得空气动力学直径（Da）；使用扫描迁移率粒度仪（SMPS）、电子气溶胶光谱仪（EAS）、中性簇团/空气离子粒径谱仪（NAIS）等来获得电迁移率直径（Dm）。使用不同原理获得的等效直径可能会有所不同，因此不同环境的应用场景需要选择合适的测量技术及装备。全球气溶胶测量学的发展至关重要，它承载了气溶胶关键物理信息的获取，并为气候研究和环境研究提供不可或缺的证据及数据支撑。同时，全球气溶胶测量学也是地学、大气、电子、机械、自控、数学、物理、信息科学等学科的交叉研究热点，是测量仪器商业化应用的典型，对国民经济的发展具有促进作用。因此，对全球气溶胶测量技术和装备进行仔细的梳理是必要的，这为我国各类气溶胶物理特性测量仪器的研究、研制、应用与产业化提供必要的参考（见图3）。

图2 论文图形摘要

图3气溶胶粒径分布的直接测量技术及装备

中山大学大气科学学院为该论文的唯一完成单位，国家重大科研仪器研制项目首席科学家韩永教授是论文的通讯作者，我院博士生张玉容是论文的第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目的资助。

文章信息：

Yurong Zhang, Yong Han*, Direct measurement techniques for atmospheric aerosol: physical properties review Atmospheric Environment, 2025, 344:121034

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2025.121034