论大气微量气体增加的环境效应及地质记录研究

大气CO2浓度增加对陆地化学侵蚀的影响小于酸雨的影响。水土流失可能促进大气CO2浓度的增高;植被破坏又影响大气CO2的固定。虽然大气CO2的较高浓度可能促成初级生产力的提高,但海洋光合作用速率增加于环境系统不利。尽管大气微量气体可能产生温室效应,但CO2与地表升温的对应关系不清楚、增温幅度与自然脉动的关系尚需客观评定。地质记录具全息性特征。加强地质记录和现代地质过程研究是揭示大气微量气体环境效应之谜的关键;从燃料和植被两个系列着手是维护全球环境的重要途径。     

全球变化条件下的平流层大气长期变化趋势

两个因素将对21世纪平流层气候变化产生重要作用。一个是温室气体增加,另一个是平流层臭氧的可能恢复。温室气体增加的辐射效应一方面造成地面和对流层变暖,另一方面却导致平流层变冷,而臭氧层恢复的辐射效应则导致平流层变暖。在温室气体增加和臭氧恢复这两种相反因素作用下的平流层温度如何变化是所关心的主要问题。为了预估平流层温度在21世纪的变化,使用了辐射—对流模式进行了敏感性实验,另外,也对他人进行的化学—气候耦合模式（CCM）模拟结果进行了分析。这些模拟结果表明,在21世纪平流层中上层（60～1 hPa）将变冷,而下层（150～60 hPa）变暖。这说明在平流层中上层温室气体的冷却效应将起主导作用,而臭氧恢复的加热效应在平流层下层相对更为重要。CCM的模拟结果表明,臭氧恢复最显著的区域在平流层上层（3 hPa附近）,与最大降温区一致,说明温室气体增加将有利于平流层上层臭氧恢复。CCM的模拟结果还表明,平流层两极地区在冬半年存在变暖的现象。根据已有的研究结果,极区变暖与平流层行星波活动增强有关,动力、热力和化学之间的正反馈作用也有可能对极区变暖有重要的贡献。     

流体包裹体中微量气体组成及其成矿示踪体系研究新进展

N2 Ar He体系可用以示踪成矿流体及温泉等与火山有关的水流体的来源 ,当体系中He含量低于检出限 ,N2 Ar He体系不能用时 ,CO2 /CH4 N2 /Ar体系可用于识别成矿流体中岩浆水、建造水和大气降水 ,CO2 CH4 H2 体系可以鉴别成矿流体是否发生过沸腾作用以及沸腾是在开放体系还是封闭体系中形成 ,一般开放体系中沸腾有利于成矿。CO2 CH4 C2 H6体系可用于判别岩浆作用是否直接影响成矿或对成矿流体的贡献 ,从而确定热液矿床的成因。CH4 C2 H6 C3 H8体系可用来示踪一些与干酪根热解有关的成矿流体长距离、大规模迁移过程。C2 H6 C3 H8 C6H6体系可用于判定成矿流体的大地构造环境 ,因岛弧与裂谷环境下C2 H6/C3 H8比值有明显差异。以广东长坑 (Au Ag)和嵩溪 (Ag Sb)矿床为例 ,概述了这些体系各自的应用     

平流层-对流层交换研究进展

平流层与对流层之间的物质输送和混合（STE）是控制自然和人为排放的化学痕量物质对大气成分影响的一个重要过程。STE可以影响温室气体在上对流层和下平流层中的垂直分布，进而影响气候。要预报全球气候变化就必须了解平流层与对流层之间动力、化学及辐射的耦合。从 STE研究的尺度问题，热带和中纬度地区STE研究以及我国STE研究现状进行了评述。STE具有多种尺度和形式，热带外平流层由波强迫驱动的全球尺度环流，可以诊断长时间尺度的STE，它不能充分描述短时间尺度过程。热带外低平流层环流不能简单地描述为纬向平均，要正确描述痕量气体的分布必须包含纬向非对称的天气尺度过程。热带地区的滴漏管理论提供了一个新的诊断 STE框架。目前对中纬度地区对流层顶折叠和切断低压的研究是比较充分的。     

平流层爆发性增温中平流层环流及化学成分变化过程研究

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）气象分析场、欧洲空间局ENVISAT/MIPAS卫星观测资料以及平/对流层大气化学输送模式MOZART 3综合分析了2003—2004年冬季北半球爆发性增温事件对于平流层大气环流、物质输送以及对流层顶附近臭氧通量等多方面的影响。结果表明：①本次增温过程持续时间长、强度大,平流层极涡从高层向下逐层分裂,增温效应作用到大气较低层,当纬向东风形成并维持后极涡又自上向下逐层恢复;②SSW过程前后行星波活动频繁,有长时间多次的上传,且以1波作用为主,2波对其进行补充;③在θ PVLAT坐标中分析发现SSW扰动过程中平流层中存在一对向极、向下的传播模态,相应的对流层中有一向赤道的传播模态,不同符号的纬向风、温度异常信号沿这两个模态传播,且上、下层传播模态在时间上存在着一定的联系;④增温过程中行星波活动引起的向极输送以及极区垂直运动的变化,共同影响了平流层的物质输送过程,从而导致北半球平流层N2O、O3、CH4、H2O等微量气体成分的垂直、水平分布发生显著变化;⑤增温过程中活跃的行星波可以造成平流层Brewer Dobson环流增强,同时导致高纬度地区（60~90°N）穿越对流层顶的臭氧通量（Cross Tropopause Ozone Flux, CTOF）显著增强,与行星波相联系的等熵物质运动引起“middleworld”区域内向赤道的臭氧通量也有所增强。     

平流层大气过程研究的前沿与重要性

当前全球气候变化,重大灾害性天气气候事件的预警预测,以臭氧洞出现和臭氧层变化引起的全球环境变化监测预测,以及对临近空间的开发利用已经引起大气科学界对处于对流层大气以上的平流层大气过程的重要关注。扼要介绍了当前这方面的研究前沿和重要应用领域,最后提出我国加强平流层大气过程研究的建议。     

火山活动对南半球平流层气候异常变化的影响

文中利用逐次滤波法分析结果表明 ,火山活动能引起平流层较大幅度增温 ,对于南半球 70hPa高空气候异常变化的影响超过了总方差的 1 6 % ;火山活动影响最显著的高度是平流层 70hPa约1 5～ 2 2km高空 ,由此高度向上或向下 ,火山活动的影响都逐渐减小 ;火山活动引起平流层大气升温的同时还将引起对流层大气降温 ,其分界线大致位于对流层顶 30 0hPa附近。平流层高空气候异常变化还具有显著的 2 2a变化周期和 1 1a变化周期 ,分析认为是大气温度场对太阳磁场磁性 2 2a周期和太阳黑子 1 1a周期变化的响应 ,其方差贡献率超过 8%。     

平流层准零风层的研究进展

平流层下部20 km高度附近的大气层在特定季节存在下层西风（东风）折转为上层东风（西风）,且南北风分量很小的自然现象,这种纬向风的转换层称为平流层准零风层。平流层准零风层的低风速和风向变化的特点使其成为部署平流层飞艇和高空气球等弱动力或无动力临近空间飞行器的理想环境。针对国内外平流层准零风层的研究成果,归纳总结了平流层准零风层在北半球、中国及重点区域随时间变化的特征;系统分析了热成风原理、平流层准两年振荡、平流层爆发性增温、行星波涡动通量输送、南亚高压和副热带西风急流等因素对平流层准零风层形成的影响机理和特征;对比分析了MST雷达、激光雷达、探空火箭及高空气球等探测方法在平流层准零风层探测中的优缺点和部分探测事实;归纳总结了中层大气模式和数值天气模式在平流层准零风层预报中的优缺点,明确利用数值天气模式是当前开展平流层准零风层预报与气象保障的主要途径,平流层准零风层底高、厚度等诊断方案是定量化研究平流层准零风层精细结构及演变的基础;总结了基于平流层准零风层利用的飞行器工作原理;最后对未来科学研究的重点方向进行了展望。开展平流层准零风层研究进展回顾,对今后深入研究平流层准零风层以及平流层低...     

平流层和下垫面热状况对大气环流影响的研究和数值模拟

近年来世界范围的干旱、水灾、酷热和严寒接连不断地发生,使得人们对大气环流异常的物理机制,气候异常的原因,长期天气过程的物理基础等问题给予了越来越多的重视。海气相互作用是影响大气运动的主要过程之一;平流层的热状况对对流层大气环流也起着重要作用。从1986年3月起到1989年底我们开展了平流层和下垫面状况对大气环流影响的研究和数值模拟实验工作。研究工作主要集中在平流层臭氧的加热作用和海温异常两个方面对大     

长江源及其周边地区蒸发量特征及变化趋势研究

通过对长江源及其周边地区沱沱河等10处气象、水文站自建站至2000年蒸发量资料的分析，揭示了长江源及其周边地区蒸发量的特征值及蒸发年内年际变化规律，分析了该地区蒸发量的变化趋势。     

山西省降水规律特性研究

以降水的成因和来源为基础出发点,对山西省的降水发生发展和分布特点进行全面研究,分析其在时间和空间上的变化趋势和特点,对水资源根本基础进行深入探讨,为整个地区的水资源分析评价和水资源发展战略规划及水生态和水环境保护提供科学参考依据.     

拉拉IOCG矿床萤石的微量元素地球化学特征及其指示意义

康滇地区元古宙拉拉IOCG矿床中有与铜、钼矿化密切相关的萤石产出,其中,变质期有萤石(I)和萤石(II)2个世代萤石产出,前者与鳞片状辉钼矿共生,后者与条带状辉钼矿共生;热液期萤石(III)呈脉状穿插含变质期萤石的矿石;萤石的微量元素记录了成矿流体来源方面的重要信息。通过ICP-MS方法分析矿床中2期萤石样品的微量元素组成,运用微量元素含量、比值及蛛网图探讨微量元素特征、成矿流体来源及性质。结果表明:变质期萤石中各微量元素含量有一定的变化范围,热液期中各微量元素含量比较稳定,元素在萤石中的含量主要由元素在原始流体中的含量及元素本身性质所决定。结论认为:1变质期萤石(I)和萤石(II)为同源流体不同阶段演化产物,成矿流体来自于围岩,为具有高F-,Cu,Mo和Y含量的低p H值海水相流体,活动范围有限,没有发生大规模流动或迁移;2热液期萤石(III)与变质期萤石不同源,成矿流体由大气降水或地下水渗透淋滤围岩形成,为具有低F-含量的高p H值大陆淡水相流体,可能发生较远距离的渗入性流体流动或迁移。     

近海营养盐和微量元素的大气沉降

受气候变化和人类活动的影响,传输和沉降到全球近海的大气污染物急剧增加.1997年后对近海营养盐和微量元素大气沉降的众多研究表明,通过大气沉降至近海的氮和磷分别为13～73 mmol N/(m2·a)和0.11～1.6 mmol P/(m2·a),微量元素的沉降通量具有显著的时空变化特征,在不同海区最高可相差3个数量级.对于很多近海包括东海(East China Sea)和黄海(Yellow Sea),大气沉降的营养盐和部分微量元素可能超出了其河流输入量.大气沉降除了对近海富营养化有重要贡献之外,其事件性特征可使初级生产力在短期内大幅度增加,从而影响赤潮发生.微量元素沉降还可能抑制某些藻类生长,对初级生产力和生态系统结构产生更为复杂的影响.未来研究重点是准确估算近海各物质的大气沉降通量,了解其对浮游植物生长的影响机制.     

Future ozone in a changing climate

The stratospheric ozone layer is expected to recover as a result of the regulations of the Montreal Protocol on chlorine and bromine containing ozone-depleting substances (ODSs). Model simulations project a return of global annually averaged total column ozone to 1980 levels before the middle of the 21^st century, well before the ODSs will return to 1980 levels. This earlier ozone return date is due to the effects of rising greenhouse gas (GHG) concentrations. GHGs influence ozone directly by chemical reactions, but also indirectly by changing stratospheric temperature and the Brewer–Dobson circulation. Based on projections of chemistry–climate models, this article summarizes the effects of GHGs on stratospheric and total column ozone in the mid-latitude upper stratosphere, Arctic and Antarctic spring, and the tropics. The sensitivity of future ozone change to the GHG scenario is discussed, as well as the specific role of a future increase in nitrous oxide and methane.     

Study of the distribution of Trace elements in soils in and around Mysore city,Karnataka

Soil samples collected from various places in and around Mysore were analyzed for the total trace elements such as Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, and Cd. The results of the analysis indicate that the concentration of lead and cadmium in soils is below 2.5 g ml^–1 and 0.2 g ml^–1, respectively, which are the minimum detection levels, whereas the concentration of iron, manganese, copper, and zinc in most of the samples is within the global average ranges of 3%, 500–1000 g g^–1, 15–40 g g^–1, and 50–100 g g^–1, respectively. The investigated area has the presence of gneisses and schists, in which partly there are igneous intrusions and pegmatitic intrusions. There are amphibolite enclaves in gneisses that account for the higher concentration of trace elements. The lower concentration may be attributed to the presence of silicic type of rock.     

上对流层/下平流层大气垂直结构研究进展

大气上对流层与下平流层区域是对流层与平流层之间的过渡区域,热带对流层顸确定了全球整个平流层的化学边界条件,该区域大气的垂直结构及变化对于平流层一对流层交换和上对流层/下平流层大气成分收支有重要影响;该区域也是大气动力、热力和大气成分结构发生巨大转换的区域,辐射过程、多尺度动力学过程、化学过程和微物理学过程等都起着同样重要的作用,对流层顶变化也是人类活动引起气候变化的一个敏感指示因子,因此关于对流层顶的研究(尤其是其精细结构和过程)重新唤起了人们的关注.针对对流层顶的各种定义(包括热力学、动力学和化学成分)以及它们相互之间的关系、对流层顶是一个面还是层以及对流层与平流层之间的转换特征、对流层顶强逆温层的特征及形成原因等基本科学问题,回顾了近年来的一些重要研究进展.     

淮南煤田次生生物成因气的比例及资源意义

主要利用实验的方法,并结合计算,对淮南煤田各研究矿区次生生物成因和热成因混合煤层气的比例进行了对比估算。结果显示:两种方法估算的研究区煤层气的混合比例较为一致。淮南煤田混合煤层气中次生生物成因气所占比例较大,最高达到了79%,最低的也占到了43%。同时,国内外的研究也表明,煤层中后期次生生物气的生成可明显提高煤储层的含气量。因此,淮南煤田中后期次生生物气的生成对矿区煤层气资源的贡献重大。     

火山区温室气体排放研究进展

火山活动是地球深部脱气的重要途径之一,它在大气圈温室气体浓度变化及全球碳排放研究中具有重要的作用。以国外火山气体研究成果为基础,概述火山气体的研究内容、研究方法（包括样品采集、实验室测试）,并重点探讨国外间歇期火山区土壤脱气、温泉脱气及喷气孔脱气的温室气体排放通量估算方法及其相应规模。结果表明,全球范围内火山间歇期土壤...     

The Distribution of Trace Elements-Organic Ligands in Seawater and Factors Influencing Their Complexation

Organic metal-binding ligands represent an essential role in the bioavailability of trace elements since they govern the species and sizes of those elements in seawater. The distribution and properties of organic ligands in seawater as well as the factors influencing their complexation abilities were summarized in this paper. Most organic ligands exist in the low molecular weight fraction, and their concentration nearshore is often higher than that of open ocean while the vertical distribution varies in different areas. The complexation of trace elements and organic ligands is influenced by several factors such as molecular weight of organic ligands, salinity, pH, biological activities and redox conditions. Ligand with a lower molecular weight usually represents stronger complexation ability, whereas the opposite seems to be true sometimes due to the specific affinity between some elements and ligands. Increasing salinity lowers the electrostatic repulsion among adjacent functional groups of ligands and thus decreases their complexing rate, yet increasing pH promotes the ionization of organic ligands and results in the formation of more complexes. The utilization of phytoplankton and degradation of microorganism release more low molecular weight organic ligands while more high molecular weight ligands are released from marine organisms under heavy metal stress. Therefore, sufficient significance should be attached to characterizing the structure and molecular weight of organic ligands and exploring the interaction between trace elements and organic ligands and the influence of related marine factors on their behaviors, which will certainly help us to understand the global biogeochemical cycles and ecological significance of trace elements.