2004年北京秋季大气颗粒物的化学组分和来源特征

2004年9月在北京城区进行了大气颗粒物采样,样品用PIXE方法进行了分析,得到了20种元素的浓度及其谱分布。并对北京颗粒物的谱分布、富集因子和来源进行了分析研究。发现K元素浓度分布呈细粒态单峰谱分布,细粒态K富集因子较高,表明了生物质燃烧的主要贡献。因子分析结果还表明,土壤尘、生物质燃烧、煤烟尘、工业源和汽车尾气排放源对秋季北京局地排放源有明显贡献。     

亚热带森林非甲烷碳氢化合物的研究

对我国亚热带森林地区的非甲烷碳氢化合物(NMHC)、一氧化碳、氮氧化物等进行了两个月的连续采样,并利用气相色谱仪对NMHC进行了分析,得到大量NMHC的实测资料,并对它们的日变化规律和相互之间的关系做了详细研究.分析表明,温度对各种树木异戊二烯的排放来说是一个重要因子,而且各种植物排放的异戊二烯对温度的依赖关系基本上比较一致.对于我国亚热带森林主要树种异戊二烯的排放速率进行了初步测定.     

亚热带森林非甲烷碳氢化合物的研究Ⅱ.日变化

对我国亚热带森林地区的非甲烷碳氢化合物（NMHC）、一氧化碳、氮氧化物等进行了两个月的连续采样,并利用气相色谱仪对NMHC进行了分析,得到大量NMHC的实测资料,并对它们的日变化规律和相互之间的关系做了详细研究。分析表明,温度对各种树木异戊二烯的排放来说是一个重要因子,而且各种植物排放的异戊二烯对温度的依赖关系基本上比较一致。对于我国亚热带森林主要树种异戊二烯的排放速率进行了初步测定。     

Picarro温室气体在线观测系统观测的瓦里关甲烷浓度分析

利用picarro温室气体在线观测系统观测的2009年和2010年瓦里关地区的甲烷浓度数据,分析了该地区甲烷这种温室气体的各种变化规律和趋势。通过与瓶采样数据的比较可以肯定picarro系统测出的甲烷浓度数据的可靠性。数据分析表明瓦里关地区甲烷浓度在持续升高,甲烷本底浓度日变化规律不明显,有明显的准季节变化规律和梯度变化规律。     

亚热带森林非甲烷碳氢化合物的研究 I.季节变化(钢瓶采样)

对中国亚热带森林地区的非甲烷碳氢化合物(NMHC)进行了一年多的钢瓶采样,并利用气相色谱仪对空气样品进行了分析,得到了大量NMHC的实测资料以及它们的季节变化规律和相互之间的关系.研究表明,NMHC的主要来源是当地植物的排放.对异戊二烯及其影响因子进行了详细研究.     

西安市夏季空气颗粒物污染特征及来源分析

大气颗粒物一直是西安市的主要污染物,多年监测的TSP日均浓度值均超过国家二级标准限值150 μg/m3。1996年夏季在西安市南郊陕西省委党校设立监测点,使用步进式时间序列自动采样仪对当地空气颗粒物进行了4天24小时连续采样,使用PIXE对采到的32个样品进行元素分析,每个样品分析出14～16种元素。各种元素浓度随时间变化趋势基本一致,主要受气象条件的影响,降雨对空气颗粒物各元素浓度有明显抑制作用。富集因子分析表明,西安市空气颗粒物不仅受地壳物质的影响,还受到一定程度人为污染的影响。元素浓度的因子分析表明,西安市夏季颗粒物主要有4种来源：地壳物质、有色治炼、燃煤排放源和化工制药业。     

亚热带森林非甲烷碳氢化合物的研究——Ⅰ.季节变化(钢瓶采样)

对中国亚热带森林地区的非甲烷碳氢化合物（ＮＭＨＣ）进行了一年多的钢瓶采样，并利用气相色谱仪对空气样品进行了分析，得到了大量ＮＭＨＣ的实测资料以及它们的季节变化规律和相互之间的关系。研究表明，ＮＭＨＣ的主要来源是当地植物的排放。对异戊二烯及其影响因子进行了详细研究。     

Changes in air pollutants during the COVID-19 lockdown in Beijing:Insights from a machine-learning technique and implications for future control policy

基于2015-2020年北京35个环境空气站和20个气象站观测资料,应用机器学习方法(随机森林算法)分离了气象条件和源排放对大气污染物浓度的影响.结果发现,为应对疫情采取的隔离措施使北京2020年春节期间大气污染物浓度降低了35.1％-51.8％;其中,背景站氮氧化物和一氧化碳浓度的降幅最大,超过了以往报道较多的交通站...     

Trends of surface PM_(2.5) over Beijing–Tianjin–Hebei in 2013–2015 and their causes: emission controls vs. meteorological conditions

文章以2013年为基准年对京津冀地区2014–15年的PM_(2.5)浓度变化趋势作了分析,并结合区域空气质量模式NAQPMS研究了气象条件和大气控制措施对PM_(2.5)浓度变化的贡献。研究结果表明:京津冀地区2014–15年PM_(2.5)年平均浓度较2013年有明显下降,其中:南部城市(邢台、邯郸、石家庄和沧州)PM_(2.5)浓度下降由气象条件和排放源控制共同作用,排放源控制起主导作用;天津市和廊坊市2014年PM_(2.5)浓度下降有赖于排放源控制,气象条件总体不利于污染物扩散,2015年则由气象条件和排放源控制共同作用,以排放源控制为主导作用;受制于不利气象条件影响,北京市PM_(2.5)浓度下降幅度较其它污染城市更小(2014和2015年分别为4%和9%)。在采暖季和非采暖季的对比中,2015年采暖季期间,整个区域重污染下的PM_(2.5)浓度下降幅度显著大于其它时期,这表明当前该区域大气污染治理正朝精细化的方向发展。     

中国CH_4排放量的估算

1987—1989年用自动连续采样分析设备对杭州地区的稻田CH_4排放进行了三年连续观测,1988—1990年用定期采样、分析方法对四川乐山地区的稻田CH_4排放进行了三年观测.发现稻田CH_4排放率有很大的日变化、季节变化和年际变化,这些变化主要是由土壤特性、水稻生长状况以及气象条件的变化造成的.不同地区稻田CH_4排放率差别很大,变化规律也不同,这种差别主要是由土壤特性,水稻品种及气候条件的差别造成的.根据现有观测资料,估计中国稻田CH_4年排放总量为17×10~(12)g.对沼气池的CH_4泄漏进行了三年系统观测研究,发现沼气池泄漏变化范围很大,但泄漏量总起来都很小,中国1000万个沼气池不构成大气CH_4的重要源.根据沼气池的泄漏估计了农村堆肥的CH_4排放量为3.2×10~(12)g/a;根据城市、稻田附近和沙漠地区大气CH_4浓度的测量结果推算了城市CH_4排放量;根据反刍动物消耗食物总量估计了反刍家畜的CH_4排放量;根据瓦斯排放资料估计了煤矿CH_4排放量;根据文献资料估计了中国天然湿地的CH_4排放量.最后估计了中国各种源的CH_4排放总量及未来变化趋势.1988年中国CH_4排放总量为40×10~(12)g,其中一半以上来自稻田.2000年中国CH_4排放总量可达45×10~(12)g,主要是反刍动物和煤矿排放量增加.     

南沙区冷空气活动及其与降水关系的初步分析

利用南沙气象探测基地2008—2013年观测资料,分析了南沙冷空气活动及其与降水的关系。结果表明：南沙区冷空气活动以弱冷空气为主,冷空气强度越强,出现的概率越低,自2008年建站以来仅出现一次寒潮天气过程;冷空气活动期间低于7℃的气温往往是持续性补充的冷空气过程;影响南沙的冷空气路径绝大多数是中路,中路冷空气降温幅度也是最大的;南沙大多数冷空活动过程都伴随降水,量级以小到中雨为主。     

论雾与污染的关系

简述了近年来雾的研究进展，并从雾的酸化、雾层内污染物的扩散、雾层对污染物的清除、污染物对雾形成与发展的影响等方面讨论了雾与大气污染的关系。     

锋面滑升运动的物理机制

锋面滑升运动是形成锋面降水的重要原因,弄清锋面滑升运动的物理机制对锋面降水的预报是必要的。依据大气动力学原理,对锋面滑升运动的物理成因进行了研究。已知暖空气沿锋面的滑动与暖空气垂直于锋面的风速(u_w)和锋面移动速度(c)之差有关。当暖空气垂直于锋面的风速小于锋面的移动速度(u_wc)时,暖空气向上滑动;当暖空气垂直于锋面的风速大于锋面的移动速度(u_wc)时,暖空气向下滑动。因为锋面的移动速度小于锋后冷空气垂直于锋面的风速(cu_c),所以,暖空气沿锋面的滑动与锋区中垂直于锋面方向的风速的分布有关,当锋区中有(?)u/(?)u0时,暖空气必定向下滑动;暖空气若向上滑动,锋区中必为(?)u/(?)x0。本文依据大气动力学原理给出了锋面坡度公式,通过演绎该式,得到了分析锋区中(?)u/(?)x的公式,结果表明:(1)当锋面坡度增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(2)锋面强度加强时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(3)暖平流时上滑,冷平流时下滑。(4)当锋面上出现气旋式涡度增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(5)当垂直于锋面方向的地转风沿锋面由下向上增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。     

Heavy metals in the atmospheric precipitation on the Barents Sea coast

The results of heavy metal measurements in monthly precipitation samples are analyzed at biological station Dal’nie Zelentsy to define the role of the atmospheric precipitation in the marine environment pollution in the Barents Sea coastal region. Peculiarities of the atmospheric processes and the genesis of air masses bringing the precipitation and the extent of their effect on the precipitation pollution with heavy metals are considered based on the data obtained in 2001–2002. Of the air masses brining the precipitation to the Kola Peninsula coast the air masses of a marine origin have significant advantage. It is shown that weight average heavy metal (except copper) concentrations in the precipitation from the marine air masses on the Kola coast are higher than in the precipitation from the continental air masses. The emissions from local metallurgic enterprises influence the extent of the precipitation pollution with copper.     

一次冬季江淮气旋逗点云区的雷达回波和气流结构分析

2016年2月12—13日,受冷空气和江淮气旋暖锋锋生影响,山东出现一次极端暴雨雪天气过程,全省有42个站的降水突破同期历史记录。采用多种观测以及WRF模式模拟的热力学变量,基于拉格朗日方法的气流轨迹模式(HYSPLIT v4.9),分析了气旋逗点云区云系的演变特征、降水不同阶段气旋逗点云区气流结构和轨迹特征。结果表明:(1)江淮气旋逗点云区由4条带状回波合并发展形成,气旋形成后降水回波呈气旋式旋转、拉长,形成多条中尺度强降水带。(2)降雨阶段气旋逗点头从下到上主要由来自东海、黄海、日本海或内陆的边界层气团,来自中国南海和中南半岛的暖湿气团以及来自西亚和东欧的干冷气团组成。气旋逗点头内有3个降水区:北部和南部暖湿气团浅薄、层结稳定,为层状云降水区;中部暖湿气团深厚,中高层有条件性不稳定发展,为深厚的对流云降水区。气旋逗点头中南部的干冷空气来自高层的西亚气团,而剖面北部有来自中层(即青藏高原东部气团)的干冷空气,气团明显变性,对降水贡献大。(3)降雪阶段气旋逗点头从下到上主要由西伯利亚气团、东海气团、南海气团和孟加拉湾气团叠置而成。气旋逗点头西部层状降水区分两部分:北部为降雪区,南部为降雨区。降雪与降雨阶段的明显差别是冷湿的东海气团下面是否有西伯利亚冷气团。降雪区西伯利亚气团上空东海气团深厚,南海气团浅薄;降雨区南海气团深厚,东海气团浅薄。      

The Representativeness of Air Quality Monitoring Sites in the Urban Areas of a Mountainous City

Lanzhou is a typical mountainous city with severe air pollution in northwestern China. This study uses hourly observational data of air pollutants at five air quality monitoring sites in Lanzhou from July to December 2015 to discuss data quality control and the representativeness of the monitoring sites(four urban sites and one suburban site). A fuzzy matrix is applied to study primary air pollutants. The results show that of the six routinely monitored pollutants,the primary pollutant is PM_10 during the study period. Based on lag correlation analysis and one-way analysis of variance, it is concluded that there are redundant observations at the four urban sites for the timely diffusion and transport of air pollutants from the same general area. The coefficient of divergence(COD) method is then used to evaluate the spatial distribution differences, and the primary air pollutant PM_10 shows differences at each site. COD can be used as a positive indicator to describe site representativeness. To evaluate the overall air pollution in the valley, correlation analysis is performed between the PM_10 concentration retrieved from aerosol optical depth satellite data and the concentration from the four urban monitoring sites. Among these, the correlation between the workers' hospital site data and the retrieval data is the highest, passing the 90% confidence level. A new representative evaluation model for air quality monitoring sites, R_s = 0.77 COD + 0.23R_(retrieval), is established by using COD and correlation coefficients between routine observations and satellite retrieval products. From this model, it can be concluded that the biological products institute site in Lanzhou is the most representative site for the evaluation of air pollution out of the four urban air quality monitoring sites from July to December 2015.     

1971-2015年北疆地区不同等级冷空气时空统计特征分析

选取北疆50个测站1971-2015年的逐日平均气温和最低气温资料,运用小波分析、M-K突变检验等统计方法分析了北疆地区不同等级冷空气活动过程的时空变化特征。分析表明：近45年北疆地区冷空气活动持续日数在1～15d,平均持续日数为1.79 d。其中弱冷空气过程持续日数以1～2 d为主;中等强度冷空气、较强冷空气和寒潮过程以1～3 d为主;而强冷空气过程以2～4 d为主。近45年北疆单站冷空气发生频次为95.3次/a,且具有盆地多、山地少的特点;其中中等强度冷空气为11.8次/a,自东向西逐渐减少;弱冷空气、较强冷空气发生频次为70.9次/a、1.8次/a,呈自西南向东北逐渐减少的趋势;强冷空气和寒潮发生频次为4.2次/a 、7.3次/a,呈现由西南向东北增加趋势。近45年北疆地区冷空气活动频次总体呈减少趋势,年代际表现为先减少后增加的特点, 70年代最多,90年代最少,减少速率为0.33/10a;弱冷空气和较强冷空气呈增加趋势,增加速率为0.17/10a和0.03/10a;中等强度冷空气、强冷空气和寒潮活动频次呈下降趋势,其中寒潮的下降速率达-0.37/10a;不同等级冷空气活动频次均存在一个15-20a的显著周期,突变点出现在1980、2003年左右。     

新龙站近48年气温、降水量变化特征分析

新龙县位于青藏高原向四川盆地过渡面上,平均海拔3500m,研究新龙站的气候变化,对揭示青藏高原的气候有一定的参考价值。本文对新龙站1960～2007年气温和降水量资料进行了统计分析。结果显示：新龙站近48年平均气温略有上升的趋势,近10年处在一个较高的水平;冬季气温有上升趋势,夏季气温变化基本平稳;年平均气温有显著的15年左右的周期变化。降水量变化略有增加的趋势,无显著的年际和年代际变化特征,近年来强降水出现的频率增大。     

近60a阿勒泰地区不同等级降温日气候特征

利用阿勒泰地区7个气象站自建站至2014年12月31日的逐日气温资料,以日最低气温及其降温幅度为指标,整理出阿勒泰地区近60 a降温日数据库,按降温幅度将降温日分为寒潮、强降温、较强降温、中等强度降温和弱降温5个等级,分析了全地区各站不同等级降温日数的气候特征。结果表明:(1)阿勒泰地区寒潮日数和强降温日数在地区偏东、偏北多,向偏西偏南逐步递减,其它等级降温日数在河谷平原多,向西、向东逐步递减。寒潮、强降温和中等强度降温日数的EOF分解第一模态方差贡献率较大,全地区呈较好的一致性,较强降温和弱降温日数的EOF分解主要模态分别有3个和5个。(2)阿勒泰地区寒潮日数在冬季12月最多,强降温日数在秋季9月最多,较强降温日数主要集中在夏季6—8月,中等强度和弱降温日数在各季分布较平均。(3)近60 a来,阿勒泰地区各站的年寒潮和强降温日数呈明显减少趋势,年较强降温日数呈明显增多趋势,年中等强度降温日数没有明显的线性变化趋势,年弱降温日数呈地区西部减少、中、东部增多的趋势,且东部增多趋势较显著。     

Climate Strategy with Co2 Capture from the Air

It is physically possible to capture CO₂ directly from the air and immobilize it in geological structures. Air capture differs from conventional mitigation in three key aspects. First, it removes emissions from any part of the economy with equal ease or difficulty, so its cost provides an absolute cap on the cost of mitigation. Second, it permits reduction in concentrations faster than the natural carbon cycle: the effects of irreversibility are thus partly alleviated. Third, because it is weakly coupled to existing energy infrastructure, air capture may offer stronger economies of scale and smaller adjustment costs than the more conventional mitigation technologies. We assess the ultimate physical limits on the amount of energy and land required for air capture and describe two systems that might achieve air capture at prices under 200 and 500 $/tC using current technology. Like geoengineering, air capture limits the cost of a worst-case climate scenario. In an optimal sequential decision framework with uncertainty, existence of air capture decreases the need for near-term precautionary abatement. The long-term effect is the opposite; assuming that marginal costs of mitigation decrease with time while marginal climate change damages increase, then air capture increases long-run abatement. Air capture produces an environmental Kuznets curve, in which concentrations are returned to preindustrial levels.