关中平原地处我国大气污染防治三大重点区域之一，污染形势复杂严峻，尤其关中农村冬季采暖期生物质燃烧和燃煤排放较高黑碳和棕碳颗粒，吸光性碳气溶胶对大气环境质量有显著影响，在不利气象条件下极易导致区域大气污染。黑碳和棕碳气溶胶光学特性及其气候环境效应是当前大气环境研究热点之一，备受研究者关注，但同时针对总悬浮颗粒(TSP)、粗颗粒(PM₁₀)、细颗粒(PM_2.5)和纳米颗粒(PM_0.1)中黑碳和棕碳光学性质和直接辐射强迫的研究鲜见报道。

　　中科院地球环境研究所屈垚、朱崇抒研究员等在关中农村冬季采暖期针对TSP、PM₁₀、PM_2.5和PM_0.1四个粒级大气颗粒物开展连续观测，探讨了不同粒径颗粒物中黑碳光学性质和辐射效应，并进一步分析了纳米颗粒物中一次和二次棕碳的日变化特征和直接辐射强迫效应。发现在四种粒径颗粒物中，纳米颗粒物气溶胶吸收埃指数最高，其中一次棕碳的光吸收在370nm波长下占棕碳74%，表明冬季采暖期一次源排放具有重要贡献；一次和二次棕碳的双峰变化特征显示其与本地居民采暖化石燃料及生物质燃烧有关。总悬浮颗粒物中黑碳气溶胶的直接辐射效率最高，纳米颗粒物最低，进一步对纳米颗粒物中一次和二次棕碳的直接辐射效应进行估算，分别达到2.1 W m^-2和1.1 W m^-2。该工作有助于提高对不同粒径大气颗粒物中黑碳和棕碳理化特征和光学属性的认识，并促进对关中大气污染成因机制的理解。

　　该成果近期发表在国际期刊Atmospheric Environment上，本研究得到科技部（2017YFC0212200）和中国科学院西部之光基金(XAB2021YN01) 项目的资助。

　　Yao Qu, Huikun Liu, Yue Zhou, Wenting Dai, Julian Shi, Nan Wang, Yingqiang Shi, Chongshu Zhu, Chuenjinn Tsai, Junji Cao. 2023. Spectral dependence of light absorption and direct radiative forcing of the TSP, PM₁₀, PM_2.5 and PM_0.1 in a rural region of northwestern China. Atmospheric Environment, 292, 119417.https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2022.119417

　　图1、 四种粒径(TSP、PM₁₀、PM_2.5和PM_0.1)的AAE (370 - 950nm)、b_abs(370 nm)和b_abs(880 nm)时间变化序列

　　图2、 TSP、PM₁₀、PM_2.5和PM_0.1中BC的大气直接辐射效应及直接辐射效率