卫星观测的中国地区1979—2005年对流层臭氧变化趋势

利用卫星数据分析了我国全境及不同区域对流层臭氧(O3)柱含量1979—2005年全年和不同季节的长期变化趋势,及不同季节对流层O3柱含量与南方涛动指数的关系。结果表明,对流层O3柱含量在夏季有微弱的上升趋势,其他季节呈下降趋势,但总体变化趋势并不显著;在珠三角和四川盆地地区四季总体呈下降趋势;在华北地区除了冬季之外,其他季节以及全年平均均为增长趋势,最高的增长率出现在夏季,达到1.10DU/10a。南方涛动强度的变化与我国一些地区的对流层O3变化呈显著相关,但华北地区对流层O3的增长趋势与大气环流变化的关系不明显。     

一次平流辐射雾的边界层特征及雾水离子组分研究

为了研究北京城市浓雾生成机理以及雾水的污染情况,2006年12月11-12日,在北京南郊北京市观象台(39°56'N、116°17'E)对水平能见度在100m以内的浓雾进行了观测,并分析了这次浓雾形成的天气条件,对所采集的雾水进行了离子组分分析.结果显示:这是一次平流辐射雾,雾层厚约150m,能见度小于100m;在高空槽前、稳定边界层中,近地面正相对涡度区内有气流辐合和暖湿平流,日落之后地面降温迅速,有利于雾的生成;地面偏南风配合近地层暖平流,有利于增加雾的浓度;浓雾的形成发展时段内伴随着大气五级重污染事件.与1999年北京的雾水采样比较:pH值上升,电导率下降,阴离子浓度普遍下降,阳离子浓度有所上升.研究表明,近年来北京城市所采取的治理措施,减轻了浓雾及其雾水中的污染.     

酸雨观测中pH测量负偏差来源

通过现场调查、实验室测试,对酸雨观测中发现的pH测量负偏差现象进行了验证和分析。现场个例调查发现,在正常保存、使用期限内的pH电极也有可能出现老化现象,老化的pH测量电极给出的pH测量结果为负偏差,其数量级与文献指出的在观测资料质量评估中发现的pH测量负偏差相吻合。实验室测试结果显示,老化的pH测量电极的测量负偏差与模拟雨水样品的电导率和pH值有关:电导率越小,pH测量偏差则越大;在电导率差别不大时,该负偏差大小与水样pH值呈现一定的正相关线性关系,且电导率越小时两者的线性斜率越大。经过综合分析,初步确认pH电极的老化是造成历史观测资料中pH测量负偏差的重要原因。根据分析结果,提出了在台站检测pH测量电极老化的替代性技术方法,以更好地保证酸雨观测数据质量。     

2005年中国酸雨时空分布特征

根据中国气象局酸雨站网的观测资料,分析总结了2005年全国降水酸度(酸雨)的时空分布特征,包括年均降水pH值和酸雨发生频率,统计了酸雨逐月变化情况和各省酸雨总体变化趋势；将2005年全国酸雨状况与2004年的状况进行比较,结果认为,2005年全国酸雨污染形势趋于加重。另外,对近3a来部分台站降水的pH值明显降低的趋势进行了统计和分析。     

青海瓦里关大气气溶胶元素富集特征及其来源

利用中子活化及PIXE和可见光灰度仪, 对青海瓦里关大气本底基准监测站的大气气溶胶样品进行了测量。通过元素相对浓度、富集因子和主因子分析等数据统计分析, 并结合同期的气团后退轨迹分布资料, 讨论了瓦里关大气气溶胶元素的组成及来源。结果表明, 位于青藏高原偏远地区的瓦里关大气气溶胶以土壤及地壳等自然来源为主, 因子分析的方差百分数给出瓦里关气溶胶中自然源的贡献率平均在70%以上。燃煤、交通及冶炼等人为源也占有一定比例。大气黑碳气溶胶的观测也表明人类活动影响的存在。人为源的影响多与来自东部及河西走廊等经济发达地区的气流有关。     

RESEARCH ON SURFACE O_3 WITH METEOROLOGICAL CONDITIONS UNDER ATMOSPHERIC BACKGROUND CONDITIONS IN NORTHEAST CHINA

Surface O_3 concentration and its precursors have been observed at Longfengshan station,Heilongjiang Province for a period of one year from August 13,1994 to July 30,1995.Relationship between surface O_3 and the meteorological conditions during this period is analyzed inthis study.Observation results show that diurnal variation of surface O_3 follows a pattern ofdouble-peaks with amplitude of 27—28 ppb under fine days in summer and autumn.Although thediurnal variation is small(14 ppb),it is still detectable when it is overcast.Diurnal variation of O_3is irregular under rainy days.Surface O_3 concentration rises when wind speed starts to increase at0800 BT(Beijing Time)from 0 to 6 m s~(-1)in autumn,winter and summer.Relative high surfaceO_3 concentration is noticed frequently when S,SSW,SW and WSW wind are encountered at thestation during all seasons.At 0800 BT and 1400 BT the surface O_3 concentration increases with theincrease of global radiation accordingly during fine days in winter,spring and autumn.During finedays average peak of O_3 concentration in summer is 20 ppb higher than that in winter while theaverage peak of global radiation in summer is almost twice as high as that in winter.The averagesurface O_3 concentration under fine days in autumn at Longfengshan station is 14 ppb lower incomparison to the observation results from Lin'an station where Lin'an is at about the samelongitude and lower latitude,with same environment,which is mainly caused by the difference ofglobal radiation due to different latitudes in these two areas(difference of average peak globalradiation about 100 W m~(-2)).     

北京城区冬春季过氧化氢浓度变化特征

大气过氧化氢（H₂O₂）是一种重要的光化学产物,也是硫酸盐气溶胶生成及降水酸化过程的关键氧化剂。然而,我国对H₂O₂的观测研究较少,尤其对雾霾期间H₂O₂浓度变化特征认识不足。该文介绍了冬春时段（2016年12月-2017年4月）在北京城区中国气象局的H₂O₂观测结果,并结合同期O₃,PAN,NO_X,PM_2.5等污染物和气象要素观测数据,分析H₂O₂浓度变化特征与影响因素。观测结果表明:观测期间H₂O₂体积混合比（简称为浓度）为（0.65±0.59）×10-9,其中,春季浓度（0.83±0.67）×10-9高于冬季浓度（0.51±0.47）×10-9;H₂O₂平均日变化基本呈现单峰特征,峰值出现在18:00-21:00,比其他地区峰值出现稍晚,并滞后于O₃峰值时间4~7 h;相对湿度对H₂O₂日峰值时间和浓度水平有影响,小于55%时日峰值出现于18:00-24:00,平均峰值浓度1.52×10-9;大于65%时日峰值出现于11:00-16:00,日峰值浓度均小于1×10-9。H₂O₂,O₃和PAN虽然同属光化学产物,但在不同污染状况下浓度水平和变化趋势差异明显;H₂O₂清洁日峰值浓度高于污染日,但11:00-15:00污染日浓度略高于清洁日。     

我国霾和光化学污染观测研究进展

霾和光化学污染已成为我国最严重的环境气象灾害,受到政府和公众广泛关注。针对我国的环境气象问题,国内外科研人员开展了大量研究工作,发表了一系列的研究成果。该文对近年来我国霾和光化学污染的观测、分析和影响研究方面的文献进行综述,为将来相关研究提供基础。在霾污染方面,主要回顾了霾的现象与判别、组成与来源、影响霾的气象因素、霾的长期趋势等方面的研究进展。在光化学污染方面,主要回顾了污染的特征与水平、污染的区域化、臭氧垂直分布、地面臭氧影响因素、臭氧污染发展趋势等方面的研究进展。此外,还概括了霾和光化学污染危害研究主要成果,在文献综述的基础上,提出了未来研究中值得关注的几方面问题,包括进一步加强霾和雾的科学判识方法、污染物相互作用、污染-气象-化学-生态间耦合效应研究,特别关注光化学污染发展态势,加强长期观测资料的积累、分析与应用等。     

中国区域大气本底站近地面臭氧来源贡献及区域代表性

回顾了关于长距离输送对中国区域本底大气臭氧的影响,以及中国区域大气本底站臭氧变化及其区域代表性两方面的研究进展。来自不同污染源区O₃的长距离输送对中国区域O₃影响的研究结果分歧较大,贡献最显著的源区和受体地区也存在争议;同时,鲜有研究考虑到平流层对对流层的O₃贡献,而这部分贡献在前体物排放很少的本底地区非常重要。中国区域各大气本底观测站分别与其周围一定范围内的区域具有相同的对流层O₃柱浓度最大值月份分布,而对与人体健康密切相关的近地面O₃区域特征的分析尚未深入开展;鉴于研究方法的局限性,也尚未深入揭示形成O₃变化区域特征的复杂成因。基于现有研究进展和不足之处,如何利用全球大气化学-环流模式的示踪模拟结果,定量评估来自全球不同地区的O₃对中国本底大气O₃的影响,并进一步评估中国区域6个大气本底站近地面O₃季节变化的区域代表性,是亟待解决的科学问题。     

梯度法观测大气与森林生态系统间羰基硫(COS)的交换通量

本工作用梯度法测定了大气与其下垫的森林间ＣＯＳ的交换通量。测量在德国哥廷根大学的一座５０ｍ高的森林观测塔上进行，该塔坐落在德国中部的Ｓｏｌｌｉｎｇ自然保护区的森林中。观测现场生长着树龄分别为１２０ａ和８０ａ的山毛榉和云杉。树冠线约２８ｍ高。在塔上离地面３２ｍ，３８ｍ和５０ｍ的地方用冷以法同时采集了空气样品。样品用气相色谱－火焰光度检测法测定。ＣＯＳ通量由其梯度及扩散系数求出。扩散系数由与ＣＯＳ一起测得的感热和水蒸气通量导出。在稳定边界层条件下共获得２０条廓线。每条廓线都显示ＣＯＳ浓度随高度下降而降低的趋势，说明森林吸收ＣＯＳ。总的结果表明，ＣＯＳ向森林中的平均输送通量为（１４３±５４）ｎｇＣＯＳｍ－２·ｓ－１．