【其他行业标准】 大气气溶胶散射系数观测 积分浊度法

ICS 07.060 A47 QX 中华人民共和国气象行业标准 QX/T 306—2015 大气气溶胶散射系数观测——积分浊度法 Observation method of atmospheric aerosol scattering coefficient — Integrating nephelometer 2015-12-11 发布 2016-04-01 实施 中国气象局发布 前言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。 本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会大气成分观测预报预警服务分技术委员会（SAC/TC540/SC1）提出并归口。 本标准起草单位：中国气象科学研究院、中国气象局气象探测中心。 本标准主要起草人：孙俊英、张晓春、颜鹏、王亚强、张养梅、沈小静。 引言 大气气溶胶可以散射和吸收太阳辐射，直接影响地球辐射平衡，进而影响全球气候。大气气溶胶散射系数是表征颗粒物对光散射所引起辐射能量减弱程度的重要物理量，是气候变化和大气环境研究的重要参数。 积分浊度法是测量大气气溶胶散射系数的一种有效方法。为规范该方法的应用，特制定本标准。 1 范围 本标准规定了采用积分浊度法连续测量大气气溶胶散射系数的技术指标、安装要求、检查、维护和标校、数据记录与处理等内容。 本标准适用于采用积分浊度法对大气气溶胶散射系数的测定。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 气溶胶散射系数（aerosol scattering coefficient） 表征大气气溶胶散射造成辐射能量衰减程度的物理量。其数值等于单位体积内所有气溶胶粒子散射截面之和，常用单位为 m⁻¹、km⁻¹、Mm⁻¹。 2.2 气溶胶吸收系数（aerosol absorption coefficient） 表征大气气溶胶吸收造成辐射能量衰减程度的物理量。其数值等于单位体积内所有气溶胶粒子吸收截面之和，常用单位为 m⁻¹、km⁻¹、Mm⁻¹。 2.3 气溶胶消光系数（aerosol extinction coefficient） 表征大气气溶胶引起辐射能量衰减程度的物理量，其数值为气溶胶散射系数与吸收系数之和，常用单位为 m⁻¹、km⁻¹、Mm⁻¹。 3 测量原理 平行光在大气中传播时，与气溶胶及气体分子发生相互作用，其强度会随传播距离衰减，该过程遵循比尔—朗伯定律： I = I₀ e^{-σ_ext · L} 其中： I——经过一定距离后的光强； I₀——光源初始光强； σ_ext——消光系数； L——光传播距离。 消光系数为散射系数和吸收系数之和，包括气体分子和气溶胶的贡献。积分浊度仪基于该定律，通过特殊的光学结构设计，使检测器响应与各散射角范围内散射光的积分成正比，从而实现气溶胶散射系数的测量。 当环境相对湿度较高时，气溶胶吸湿增长，粒径增大，散射能力增强。相对湿度与气溶胶散射系数之间的经验关系见附录A。 4 仪器和标校检查设施 4.1 观测仪器和配套系统 系统主要由采样管路和仪器主机组成。采样管路包括切割器、不锈钢管路和加热管等；仪器主机包括光源及控制电路模块、内置温湿度传感器、光学腔室、光电倍增管检测器、信号输出单元（确保输出信号与散射光强度成正比）以及采样泵等。 主要技术指标如下： 测量范围：小于 2000 Mm⁻¹ 最低检测限：小于 0.3 Mm⁻¹（60 s 平均） 测量波长：可见光范围，如 450 nm、525 nm、550 nm、700 nm 等 测量波长半峰宽：小于 50 nm 积分角度范围：至少 10°～170° 4.2 标校检查设施 4.2.1 标准气体 用于仪器标定的标准气体应具有已知散射特性，其技术指标应满足相关测量精度要求。