第1章 绪论 1
1.1 气溶胶的辐射特性：能见度降低与气候强迫效应 4
1.1.1 气溶胶消光与能见度降低的关系 5
1.1.2 气溶胶直接辐射强迫：简单的薄层气溶胶辐射模型 6
1.2 元素碳的混合状态及其对颗粒物光吸收的影响 10
1.2.1 如何命名强烈光吸收型含碳气溶胶 11
1.2.2 元素碳的混合状态 11
1.2.3 不同混合状态对元素碳光吸收的放大效应 13
1.2.4 气溶胶中元素碳混合状态的主要研究方法 15
1.3 相对湿度对气溶胶光学性质的影响 16
1.3.1 气溶胶吸湿增长过程改变其光学性质 16
1.3.2 气溶胶光学性质吸湿增长规律的主要研究方法 19
1.4 闭合实验在气溶胶辐射特性研究中的应用 20
1.5 珠江三角洲的大气灰霾和本研究将尝试解决的科学问题 23
第2章 基于气溶胶光学闭合实验的观测实验研究 27
2.1 观测站点：新垦 28
2.1.1 站点位置 28
2.1.2 气象条件 30
2.2 站点观测系统的设立：基于气溶胶的光学闭合实验 32
2.3 气溶胶各类性质的综合观测 36
2.3.1 气溶胶光学性质 36
2.3.2 干状态下颗粒物数浓度粒径谱分布 45
2.3.3 颗粒物质量和化学组成的粒径分布 51
2.3.4 气溶胶的吸湿增长特性 54
2.4 小结 58
第3章 新垦观测的气溶胶光学、微物理和化学性质概况 60
3.1 干状态下气溶胶的光学性质 60
3.1.1 气溶胶颗粒物光学性质概况 60
3.1.2 气溶胶光学性质的变化趋势及其相互关系 65
3.2 气溶胶颗粒物数浓度、质量浓度和化学成分谱分布特征 71
3.2.1 气溶胶颗粒物数浓度粒径谱分布 71
3.2.2 气溶胶颗粒物及主要化学成分质量浓度谱分布 74
3.2.3 质量闭合实验 80
3.3 小结 87
第4章 大气气溶胶光学模拟的基本理论与模型方法 89
4.1 球形颗粒物光学性质的数值解：Mie理论 89
4.1.1 均匀球形颗粒物：BHMIE程序 91
4.1.2 “核-壳”双层结构球形颗粒物：BHCOAT程序 98
4.2 修正的积分Mie模型 99
4.2.1 积分Mie模型对大气气溶胶光学性质的模拟 100
4.2.2 模型中针对TSI 3563 Nephelometer“角度截断”不完备性对总散射相函数的修正 102
4.2.3 球形Mie模型的输入和输出参数 104
4.3 “三组分”光学平衡球形气溶胶模型 106
4.3.1 新垦气溶胶的球形假设 106
4.3.2 “三组分”光学平衡气溶胶模型 108
4.4 小结 110
第5章 干状态下气溶胶光学闭合实验：元素碳混合状态的反演 112
5.1 干状态气溶胶光学模型和元素碳混合状态反演方法 112
5.1.1 元素碳混合状态（r）的反演方法 113
5.1.2 模型输入数据的处理：干状态下体积比、折射率及不同组分颗粒物数浓度的粒径分布（r的函数） 117
5.1.3 Monte Carlo不确定性分析 126
5.2 EC以完全外混或内混状态存在时测量和模拟的气溶胶光学性质的比较 128
5.3 测量和基于反演方法优化拟合的气溶胶光学性质的比较 132
5.4 干状态下EC与非光吸收组分的混合状态 136
5.5 小结 140
第6章 相对湿度对气溶胶光学性质和近地面边界层气溶胶直接辐射强迫的影响 143
6.1 湿状态气溶胶光学模型 143
6.1.1 设定相对湿度下模型输入和输出参数的处理 146
6.1.2 Monte Carlo不确定性分析 151
6.2 环境状态下气溶胶光学性质的闭合实验：模型验证 153
6.2.1 环境状态下模拟与测量的气溶胶消光系数的比较 153
6.2.2 环境状态下其他气溶胶光学性质的比较和讨论 156
6.3 相对湿度对气溶胶消光和散射系数的影响 157
6.3.1 气溶胶消光和散射系数的吸湿增长因子 157
6.3.2 影响ξep（RH）和ξsp（RH）的重要因素 160
6.4 相对湿度对气溶胶吸收系数和单散射反照率的影响 164
6.4.1 气溶胶吸收系数的吸湿增长因子 164
6.4.2 气溶胶单散射反照率对相对湿度的依赖性 165
6.5 相对湿度和EC混合状态对新垦近地面边界层气溶胶直接辐射强迫的影响 168
6.5.1 平均向上散射比？对相对湿度的依赖性 168
6.5.2 近地面边界层气溶胶直接辐射强迫对相对湿度和EC混合状态的依赖性 170
6.6 小结 174
第7章 气溶胶光学性质的化学贡献解析 176
7.1 气溶胶光学性质的化学贡献解析模型 176
7.2 气溶胶光学性质的化学贡献解析 179
7.2.1 颗粒物各化学组分对消光系数的贡献率 180
7.2.2 颗粒物各化学组分对散射和吸收系数的贡献率 183
7.3 质量消光、散射和吸收效率 184
7.3.1 新垦气溶胶及其化学组分的质量消光、散射和吸收效率 185
7.3.2 气溶胶光学性质的粒径谱分布 187
7.4 小结 189
第8章 总结和展望 192
附录A 201
A1 TSI 3563 Nephelometer总散射系数的校正 201
A2 Monte Carlo不确定性模拟的收敛测试 202
附录B 204
B1 缩写词 204
B2 符号 206
B2.1 希腊符号 206
B2.2 其他符号 207
B2.3 上／下标 210