用于气候分析的树木年轮密度资料获取方法与质量控制

通过结合气象行业标准《树木年轮气候研究树轮采样规范》(QX／T 90—2008)和DENDRO 2003树轮密度分析系统的多年使用经验,将树木年轮密度资料采集划分为树轮样本采集、样本处理、数据获取、数据交叉定年、树轮密度年表研制5个步骤。通过对密度资料采集过程中各个步骤的讨论,希望可以为将来制订规范的树轮密度资料采集技术方法提供参考。     

树木年轮中的稳定同位素

用树木年轮中的稳定同位素重建古气候,可精确分辨到年和定义其统计置信限。新近已有一些非本专业的实验室开展这项研究,因而有关文献以不同途径分布在多种学科里。本文第一次论述同位素树木年轮气候学(isotope dendroclimatology),阐述其基础理论,并且描述了同位素年表(isotope chronologies)的建立步骤。     

利用树木年轮稳定同位素重建天目山地区相对湿度序列

对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后，得到树轮的δ^13C、δD年序列。利用附近杭州站的相对湿度资料，分析其对树轮δ^13C、δD的影响。结果表明：树轮稳定同位素与相对湿度之间有着显著的反相关关系。利用其较好的相关性，通过建立回归方程可以重建当地一百多年来的相对湿度序列，并分析该地区的气候变化状况。     

树木年轮碳稳定同位素在气象中的应用

对树木年轮碳同位素方法在气象中的应用及其成果作了综合评述，并对该领域目前存在的问题和前景作了一定的展望。     

用于气候分析的树轮宽度资料获取技术方法与质量控制

结合气象行业标准《树木年轮气候研究树轮采样规范》（QX/T 90-2008）和树木年轮气候研究多年的实践经验,将树木年轮宽度气候分析中的树木年轮宽度资料采集步骤划分为野外采样、样本预处理、数据获取、数据交叉定年和年表研制。通过对树轮宽度资料采集过程中各个步骤及其质量控制的介绍,希望能为开展树木年轮宽度气候研究提供参考。     

用于气候分析的树木年轮灰度资料获取方法与质量控制

结合野外采样和使用WinDENDROTM树轮图像分析系统的经验,将树木年轮灰度资料的获取分为野外采样、样本预处理、获取树轮灰度资料、数据格式转换、存储树轮灰度资料、交叉定年、建立树轮灰度年表、气候分析等8个步骤,并对其中的各个环节及质量控制进行了阐述。为日后开展的树轮灰度资料获取工作提供参考。     

华山松树木年轮对气候响应的模拟分析

采用树木年轮生长模型,从细胞尺度对华山松在不同时期的树木生长状况,包括早材和晚材的细胞大小等年轮结构变化进行了模拟。所建立的细胞大小年表对气候的响应函数结果,揭示出华山松的生长主要受生长季中4～7月份以及滞后一年降水的影响,而温度只是在生长季节开始的4月份起限制作用。利用气候资料对华山松的细胞大小及变化趋势的模拟结果表明,它与实测值十分接近。     

树木年轮与气候的关系及应用基础研究

利用年轮与气候资料,依据森林气候学、数理统计学等原理,通过干基年轮和解析木测定因子与气候要素的相关统计和模拟分析,研究了树木气候分析的方法、模型、理论和应用基础;研究了树干基部年轮、解析木的高、径和材积生长量与气候要素的相关性、规律以及气候影响树木生长程度的判断指标。     

中国秦岭地区树木年轮密度对气候响应的初步分析

采用秦岭四个地点的树木年轮样本,进行了密度量测,建立各自的最大密度与最小密度年表。分析结果表明,密度变异对气候变化有显著的响应,这些年表可以成为表征过去局地气候的代用资料。     

树木年轮的类型特征及其气候反应规律的研究

利用年轮与气候资料,依据树木气候学、树木生理生态学、森林气象学等原理,通过解析木及干基年轮与各种气候要素的相关统计和模拟分析等方法,揭示了树木年轮类型特征及其气候反应和形成规律;研究了年轮序列以及树木的高、径、材积等生长量序列的年际差异和主要的气候影响因素,给出两个生长阶段。     

中国降水稳定同位素的分布特点及其影响因素

利用IAEA＼WMO＼GNIP的降水稳定同位素资料,分析了中国降水稳定同位素的时空分布特征及其影响因素。结果表明,整体来看我国降水稳定同位素有明显的大陆效应和高度效应。各地大气降水线存在地域差异,内陆地区同一站点冬、夏半年也有明显差异,显示出水汽团特性的不同。不同地区降水稳定同位素（6和过量氘）的季节变化特征明显不同,表明主要水汽来源存在季节性差异。通过对比长序列降水稳定同位素的年际变化与季风和ENSO指数的关系,发现ENS0与降水稳定同位素有显著的正相关,但不一定通过影响降水量来引起降水稳定同位素（stable isotope in precipitation,SIP）的变化。重点分析了我国降水量效应、温度效应的特点,指出沿海和西南等季风区主要受降水量的影响,北方非季风区温度效应起主要作用,交叉地带则两种效应都有影响。     

The Stable Carbon Isotope Ratio of Biogenic Emissions of Isoprene and the Potential Use of Stable Isotope Ratio Measurements to Study Photochemical Processing of Isoprene in the Atmosphere

A technique was developed that allows the determination of the stable carbon isotope ratio of isoprene in air. The method was used for a limited number of ambient measurements as well as laboratory studies of isoprene emitted from Velvet Bean (Mucana pruriens L. var. utilis), including the light and temperature dependence. The mean stable carbon isotope ratio ( ¹³C) of isoprene emitted from Velvet Bean (Mucana pruriens L. var. utilis) for all our measurements is –27.7 ± 2.0 (standard deviation for 23 data points). Our results indicate a small dependence of the stable carbon isotope ratios on leaf temperature and photosynthetic photon flux density (PPFD). The light dependence is 0.0026 ± 0.0012/( mol of photons m^–2 s^–1) for the studied range from 400 to 1700 mol of photons m^–2 s^–1. The temperature dependence is 0.16 ± 0.09/K. On average, the emitted isoprene is 2.6 ± 0.9 lighter than the leaf carbon. An uncertainty analysis of the possibility to use stable carbon isotope ratio measurements of isoprene for estimates of its mean photochemical age suggests that meaningful results can be obtained. This is supported by the results of a small number of measurements of the stable carbon isotope composition of ambient isoprene at different locations. The results range from approximately –29 to –16. They are consistent with vegetation emissions of isoprene that is slightly depleted in ¹³C relative to the plant material and enrichment of ¹³C in the atmosphere due to isotope fractionation associated with the reaction with OH-radicals. The stable carbon isotope ratio of ambient isoprene at locations directly influenced by isoprene emissions is very close to the values we found in our emission studies, whereas at sites located remote from isoprene emitting vegetation we find substantial enrichment of ¹³C. This suggests that stable carbon isotope ratio measurements will be a valuable, quantitative method to determine the extent of photochemical processing of isoprene in ambient air.     

Stable Carbon Isotope Ratios and the Photochemical Age of Atmospheric Volatile Organic Compounds

Abstract

The dependence of ozone formation on the mixing ratios of volatile organic compounds (VOCs) and nitrogen oxides (NO_x) has been widely studied. In addition to the atmospheric levels of VOCs and NO_x, the extent of photochemical processing of VOCs has a strong impact on ozone levels. Although methods for measuring atmospheric mixing ratios of VOCs and NO_x are well established and results of those measurements are widely available, determination of the extent of photochemical processing of VOCs, known as photochemical age (PCA), is difficult. In this article a recently developed methodology for the determination of PCA for individual compounds based on the change in their stable carbon isotope composition is used to investigate the dependence between ozone and VOC or NO_x mixing ratios at a rural site in Ontario, Canada, during fall and winter. The results show that under these conditions the variability in VOC mixing ratios is predominantly a result of the varying impact of local emissions and not a result of changes in the extent of atmospheric processing. This explains why the mixing ratio of ozone shows no systematic dependence on the mixing ratios of VOCs or NO_x in this environment and at this time of the year.     

自动站温度、雨量数据的质量控制方法和应用研究

针对南宁市自动站布设的特点,结合多年来在自动站温度、雨量监测和数据传输所遇到的问题,分析了影响自动站数据质量的原因;在总结以往自动站数据质量控制方面的成功经验和借鉴近年的研究成果的基础上,提出了利用统计检验、极值检验,时间一致性、空间一致性和内部一致性检验等对南宁市自动站温度、雨量数据的质量进行控制方法,为防灾减灾天气预报和气象服务提供及时、准确的自动站资料.     

全国高空资料质量控制和建库方法的研究

通过一个实例, 阐述我国高空资料质量控制的主要方法及建立高空气候资料数据集的工作流程、主要技术问题的处理和系统设计思想, 对于我国高空气候资料现代化业务建设, 具有重要的参考价值, 最后讨论了高空气候资料数据集的技术特征.     

一种可变采样率数据采集方法与应用

为了既能完整采集观测要素数据信息,又能降低功耗,根据观测要素的波动周期特征,用可变采样率方法进行数据采集,由预设定时器控制设备工作,降低了对设备电源的功率要求,解决了受供电能力制约的问题。实际应用表明,这为农业气象自动站的节能设计提供一个有效方法。     

地面降水的多源数据辅助质量控制方法

文章在分析气温变化、风速变化、相对湿度、温度露点差、雷达和自动站降雨量差值的基础上,提出了针对自动站观测小时降雨量的多要素综合质量控制方法,包括雷达和自动站相结合的综合检验方法(MRAWS)以及仅使用自动站资料的综合检验方法(MAWS),并与时空一致性检验方法(MTS)进行比较。结果表明:使用多要素的综合检验方法(MRAWS和MAWS)明显优于仅使用降雨量资料的MTS。此外,虽然MAWS检验结果略低于MRAWS,但在缺少雷达探测资料的情况下MAWS可对降雨量数据进行有效检验。进一步地分析表明,MRAWS和MAWS方法仅适用于判别有无降水,对降水量值的正确性判断能力存在不足。