基于分子组成并利用机器学习驱动的有机气溶胶挥发性预测
王海明1,2, 胡伟伟3,李颖1,*
1 中国科学院大气物理研究所大气环境与极端气象全国重点实验室 北京 100029
2 中国科学院大学 北京 100049
3 中国科学院广州地球化学研究所 广州 510640
*通讯作者 李颖
挥发性是大气有机气溶胶(OA)的重要物理属性,影响气粒转化,并进而影响与OA相关的环境与气候效应的准确评估。准确预测挥发性依赖官能团信息,然而SOA组分非常复杂,外场观测常难以获取详细的分子结构信息。我们在前期研究工作中发展了基于分子组成计算挥发性的新方法(Li et al., 2016),即利用有机物中碳、氧、氮和硫的数目计算单个有机分子的饱和质量浓度
C0;该方法不用依赖于难以测量的分子结构信息,并可与高分辨率气溶胶质谱仪观测数据结合,因此可应用于外场观测、实验室研究或气溶胶模式中计算有机物的挥发性和黏度。本研究我们进一步发展了一种基于分子组成的机器学习驱动预测
C0的方法,可改进对低挥发性有机物
C0的预测能力,均方误差较基于最小二乘法拟合得到的参数化方案预测结果减小了26.5%。与加热挥发法得到的环境大气OA挥发性分布相比,低挥发性有机物占比其预测值为29.0%,与基于观测的结果(32.3 %)符合较好。本研究可为OA挥发性的预测提供新的模式工具和参数化方法,减小环境大气OA挥发性预测的不确定性。
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