文献综述（或调研报告）：
国内外研究现状
1.细粒物垂直分布特征研究
近几年来，国内外许多研究者对多地大气细颗粒物垂直分布进行了大量观测、分析和研究。按观测平台大致可分为三类：一是利用城市建筑物自身高度对颗粒物进行垂直观测，高度较低，一般在300m以下；二是利用城市气象塔进行垂直观测，观测高度最高可达300-500m；第三种是利用气象卫星及激光雷达等设备进行观测，该种观测方法观测高度较高，可达数千米，但对500m以下的近地层观测有局限。
第一种观测平台的特点是操作性强，实验灵活，目前被广泛采用，但对数据采集操作有较高的要求。杨瑞等人利用便携式尘埃粒子计数器选取了南京郊区的一个生活区（六层大学生公寓）和风景区（龙王山风景区）的不同高度进行了不同直径的颗粒物数浓度的观测，分析了近地层不同直径的颗粒物数浓度的垂直分布特征，结果表明，实验所选的生活区与风景区粒子数浓度均处在同一量级，数值大小差别不大，只是垂直分布特征方面存在差异［1］；孔春霞等人分别在7月（夏季）和10月（秋季）通过气溶胶粒度分布采样器在南京市河西某小区内15m、54m和80m高度进行采样监测，分析了夏秋季节大气颗粒物质量浓度的垂直分布特征，发现采样期间PM2.5和PM10平均质量浓度随高度增加而减小，但秋季颗粒物平均质量浓度远高于夏季［2］；郭斌等人使用中流采样器在石家庄市区人口密集的某32层的高层建筑上布设了5个采样点进行采样监测，采样高度分别为1.5m、7m、24m、45m和72m，研究了可吸入颗粒物的质量浓度垂直分布和粒度分布特征，发现细小颗粒物累积百分含量随高度增加而增加，PM2.5和PM10累计分布随高度增加呈对数增加的规律［3］；刘昌伟等人在郑州市一座33层住宅利用烟尘检测仪对大气颗粒污染物进行了采样并分析了其在不同天气状况下及垂直方向上的变化规律，实验共选取了6个采样点，采样高度分别为0m、14m、28m、42m、70m、84m、98m和116m，结果表明，0～56m间颗粒物浓度随高度增大而减小，56～116m间颗粒物浓度随高度增大而增大［4］。
气象观测塔一般设立在周围环境较开阔的地带，利用气象观测塔上不同高度上设置的测量仪器可以得到高分辨率的数据，该观测方法在颗粒物垂直分布的研究中也得到了广泛应用。华北地区的许多观测实验便是基于气象塔进行的，并得出了颗粒物的垂直分布特性。樊文雁等人利用北京325m气象铁塔，进行了雾霾天气过程近地面大气细粒子垂直特征的观测研究，结果表明，北京雾天不同高度PM2.5浓度变化规律近似，但近地层细粒子质量浓度明显高于较高层，霾天气中大气细粒子时空分布均匀，表现为城市群区域污染特征［5］；Yang Sun等人在2009年8月，利用北京325m气象铁塔进行了大气边界层的物理观测和大气颗粒物的垂直观测，结果显示，北京近地层PM2.5污染严重，最大值达200 mu;g/m3，且垂直方向分布不均匀。近地层高浓度的PM2.5与紫外线辐射的减少间有很强的相关性［6］；C.Y.Chan等人于2003年8月利用北京325m气象铁塔进行了PM2.5及PM10的垂直观测并分析了其来源，观测期间PM2.5浓度最大值为178.7mu;g/m3，PM2.5浓度主要受气象条件及地形条件影响［7］；高文康等人选取了2010年10月天津市气象局255m气象铁塔上PM2.5浓度的垂直梯度观测数据，研究了城市大气中污染物在不同高度的垂直分布特征，发现天津地区PM2.5污染受局部排放源、光化学和区域输送等多重影响［8］；邓雪娇等人通过分析“广州塔”121m与454m高度2010年11月至2013年5月颗粒物检测仪所取得的数据，发现广州近地层细颗粒垂直分布总体上随高度递减，污染越严重的情况下颗粒物垂直递减率越大，递减率PM10gt;PM2.5gt;PM1，说明细粒子垂直分布较粗粒子更为均匀［9］。
CALIPSO气象卫星具有较高的垂直分辨率和测量精度，能在全球范围内快速、连续、实时和长期地进行大气气溶胶属性探测。由于克服了地基观测覆盖范围小和普通雷达只能提供二维分布情况的不足，CALIPSO卫星近年来被广泛用于气溶胶的监测研究。籍裴希［10］等人通过CALIPSO卫星获取的华北地区的资料，对不同季节灰霾期间4km高度以下的气溶胶后向散射强度、粒子规则性和粒径大小进行了分析，结果表明，除春季外其他季节的粒径变化规律大致为随高度增高气溶胶粒径减小，春季相反；刘琼［11］等人采用CALIPSO卫星的三个参量——后向散射系数、体积退偏比、色比及上海市城市环境气象中心获得的资料，探究了上海地区干霾期间气溶胶粒子的散射能力、尺度及不规则程度随高度的变化特征，发现上海地区出现干霾时，大气中气溶胶颗粒较多且大多集中在2km以下，低层大气中气溶胶散射能力强、形状较规则且粒径相对较大；秦艳［12］等人先后利用地面站点及CALIPSO卫星获取的总消光散射系数、退偏比和色比资料，对对流层中近地层气溶胶垂直分布进行了分析，发现灰霾发生时，大量气溶胶聚集在1～3km高度范围内，其中1～2km气溶胶含量最大，0.5～2.5km高度范围内随着高度的增加气溶胶粒子的不规则增大。
2.颗粒物垂直分布特征的影响因素
颗粒物的分布规律受季节因素、气象条件、地形条件及盛行风向等自然因素及人口密度、工业产值等人为因素的影响，但近地层中颗粒物浓度总体变化规律为随高度升高而降低。
孔春霞在南京市生活区夏季和秋季颗粒物垂直分布特征的研究中发现，秋季颗粒物随高度的衰减幅度明显比夏季小，且秋季细颗粒物在115m高度处所占比例高于夏季，但在80m处所占比例却明显小于夏季［2］；北京地区的颗粒物污染受盛行风向影响严重，Yang Sun等人通过轨迹反演发现，当盛行风向为西南风时，气团会携带石家庄与保定工业区内的大量颗粒物进入北京，导致PM2.5及其他污染物浓度大幅升高［6］；Chan等人在香港的不同地形区域测量了不同高度处的总悬浮颗粒物、PM10和PM2.5浓度，发现街道峡谷中颗粒物随高度（3m、21m和26m三个高度）成指数递减率规律，而在开阔街区（7m、10m和18m三个高度）呈线性递减规律［13］；林巧莺等人基于我国114个城市公布的冬季PM2.5数据，发现我国冬季PM2.5高浓度区域主要为华北平原、长江中下游平原及陕西关中平原等地区，其中市辖区人口密度和第二产业GDP是影响PM2.5高浓度分布的主要人为影响因素，而市辖区建成区面积、全是年末总人口和市辖区道路面积是影响城市间PM2.5浓度分布差异的主要人为因素［14］。
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