大气中黑碳颗粒物能有效吸收可见光。在其老化过程中，黑碳颗粒物会被其他物质所包裹，通过棱镜效应增强本身的吸收能力。但这种吸收增强的能力存在不确定性，即当黑碳无法被包裹成核壳结构时则不会产生此吸收增强效果。因此，黑碳的不同混合态特征是制约其光吸收性模拟结果的主要不确定性因素。解决这种不确定性的关键问题在于准确识别混合体系中黑碳的包裹程度。越厚的包裹物越容易将黑碳核包裹，同时黑碳颗粒物的整体形貌特征也愈发趋向于球形。然而目前对于黑碳形状的在线高精度测量仍然存在巨大挑战。
本研究提出同时测量环境大气中含黑碳颗粒物（BCc）的体积等效直径和电迁移率直径，在线得到实际大气中具有单颗粒精度的所有黑碳颗粒的动态形状因子（χ）的方法。χ是当颗粒物处在电场当中时，其受到的阻力与其等效球体颗粒物受到的阻力的比值。颗粒物本身形状越不规则，其受到的阻力越大，χ值也越大（χ = 1表示颗粒为球体）。利用BCc不同混合态对应的颗粒物形状的不同，可具体区分不同的混合状态对黑碳颗粒物吸收增强的影响。该方法解决了常规测量方法无法区分含黑碳颗粒物与其他非黑碳气溶胶的困扰，并且该方法可以有效地解决，由于对颗粒簇的研究缺乏考虑颗粒物之间的异质性，而将含黑碳颗粒物都笼统地假设为核壳结构从而导致的含黑碳颗粒物吸收性质被高估的问题。
此外研究还将颗粒物加热到350°C以去除黑碳颗粒物上的包裹物，以此来研究包裹物对其吸收性质的影响。研究发现χ=1.75可作为临界值用于有效区分黑碳颗粒物形状：当χ低于1.75时可认为黑碳颗粒物近似球体，反之为非球体。因此，研究中利用χ=1.75来区分黑碳颗粒物是否存在吸收增强效应。研究还进一步利用非球形黑碳颗粒物质量浓度比（F_ns）来描述不存在吸收增强部分黑碳颗粒物的比例，再将F_ns引入部分核壳模型后，就能够将各个粒径下的符合传统核壳模型的黑碳比例有效地提取出来。
同时，本研究通过以上测量提出非球体黑碳比例（F_ns）与黑碳包裹物和黑碳核的体积比（VR）的对数存在线性相关，可被参数化为：F_ns = -0.27× log (VR) + 0.64。此参数化方案可方便用于颗粒物光学模式中，通过黑碳包裹物厚度量化符合核壳模型的比例，提高估算黑碳包裹物棱镜效应引起的吸收增强的准确性。
 

黑碳，动态形状因子，形状，混合态，吸收增强，核壳结构