MOZART-2对欧洲地区对流层臭氧的模拟研究

本文运用新建立的全球三维大气化学模式MOZART-2与全球大气环流模式CAM2的离线耦合模式系统对欧洲地区地面和对流层臭氧浓度进行了数值模拟研究。模式的模拟结果分别与欧洲两个站点的地面观测资料和四个站点的臭氧探空观测资料进行了对比分析研究。通过将模拟结果与欧洲地面观测资料的对比分析表明,该模式系统除了对德国Hohenpeissenberg地面观测站臭氧浓度略微高估和荷兰Kollumerwaard地面观测站臭氧浓度有些低估外,能基本上反映所在地区地面臭氧和一氧化碳浓度的季节变化特征。通过将模拟结果与德国Lindenberg和芬兰Sodankyla两个站点臭氧探空观测资料的对比分析表明,该模式系统能较为成功地再现对流层臭氧浓度的大小和垂直梯度特征,特别是能较为准确地模拟出两站点秋季对流层中部臭氧浓度的大小。另外,该模式系统也能够基本上反映该地区对流层臭氧浓度的季节变化和纬度变化特征,对德国Hohenpeissenberg站点和挪威Nyalesund站点对流层上层臭氧浓度的模拟结果更接近于观测值。本研究结果表明,该模式系统对欧洲地区对流层臭氧浓度的大小和分布具有良好的模拟性能,这为进一步运用该模式系统探讨欧洲地区的污染排放物对亚洲的输送问题提供了科学的依据。     

建立多方过程模型估算大气层总质量

将大气过程建立成多方过程模型,推导出了多方过程的玻尔兹曼分布律,最终应用多方过程的玻尔兹曼分布律,对地球周围大气层总质量进行精密估算.     

北京地区大气气溶胶光学特性及其直接辐射强迫的研究

利用2003年9月－2004年12月天空辐射计观测数据初步反演得到了北京地区大气气溶胶光学特性的参数,包括：500 nm大气气溶胶光学厚度,Angstrom波长指数,单次散射反照率和粒子谱分布的季节变化特征。将反演得到的结果代入辐射传输模式,计算北京地区大气层顶和地面在晴空条件下大气气溶胶的辐射强迫,并分析了其季节变化特征。     

兰州市城区稳定边界层变化规律的初步研究

兰州市城区空气污染严重与其特殊的大气边界层密切相关。利用兰州市城区现有大气边界层探测资料,采用多种稳定度参数计算方法,统计分析了该市大气层结稳定度的时空分布规律及其与天气形势的关系,发现兰州市城区冬季大气稳定边界层日间存在发生或发展的特有现象,并探寻了其形成机制,从而为兰州市开展空气污染预报提供可靠的理论依据.     

中国地区3个AERONET站点气溶胶直接辐射强迫分析

利用全球气溶胶监测网（AERONET）观测资料,借助平面平行辐射传输模式,计算兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）、香河站和太湖站多年晴空条件下的气溶胶直接辐射强迫.结果表明,SACOL、香河和太湖地区大气层顶气溶胶日平均直接辐射强迫分别为（-7.2±7.1）、（-11.7±9.5）和（-14.9±8.3）W/m²,地表处分别为（-21.9±12.2）、（-36.5±29.5）和（-42.2± 21.0） W/m²,大气中分别为（14.7±9.7）、（24.8±23.0）和（27.3±16.5） W/m².香河站和太湖站气溶胶对地表的降温和大气的增温大于SACOL站.地表和大气中辐射强迫对气溶胶光学厚度的变化敏感,而大气层顶处敏感性较弱.沙尘气溶胶直接辐射强迫大于所有气溶胶的平均值,且对地表降温和大气增温更明显.     

京津唐地区气溶胶直接辐射强迫的遥感观测

利用2012年3月京津唐地区气溶胶综合观测实验的地基和卫星遥感数据,结合SBDART辐射传输模型,进行气溶胶直接辐射强迫研究.结果表明,该地区大气中细颗粒居多,气溶胶消光较强,散射性明显,前向散射比例较大.北京、塘沽、唐山大气顶气溶胶平均辐射强迫分别为(-6.58±5.06)、(-13.65±11.51)和(-11.68±7.72)W/m²,地表气溶胶平均辐射强迫分别为(-30.14±13.21)、(-39.11±20.5)和(-28.06±13.34)W/m²,大气层气溶胶平均辐射强迫分别为(23.56±9.50)、(25.46±12.93)和(16.38±8.23)W/m²,说明气溶胶对大气顶和地表产生显著降温效应,对大气层产生增温效应,因此有利于逆温结构的形成,不利于大气污染物的扩散.虽然北京站点辐射强迫值较小,但其辐射强迫效率在3个站点中最大,这主要是因为其单次散射反照率最小.     

北大西洋沙尘与大气稳定度以及层云的关系

来自于西北非洲的沙尘粒子经常被输送到北大西洋(50°W～20°W,10°N～25°N)区域,夏季7月份最为明显,沙尘输送带位于两逆温层之间.沙尘的辐射效应主要体现在冷却海表面而加热低对流层,因此沙尘有可能通过影响大气垂直稳定度从而影响海洋层云.试图通过分析1984年至1989年共6年的7月份沙尘气溶胶、云观测资料来揭示沙尘气溶胶与大气稳定度以及层云之间的相互关系.结果表明,沙尘气溶胶能够通过影响大气稳定度而对层云产生影响,尽管该信号由于受到其他因素的干扰不容易提取出来.     

关于大气压变化的讨论

我们知道 ,大气压强随高度的变化而变化的规律是很复杂的 ,因为大气压强在某一高度的值 ,关系到该处大气的质量、温度、重力加速度等诸多因素 ,所以它不是关于高度的一次函数而是按指数函数的规律变化的。但在一定的高度范围内也可近似认为是线性变化的 ,下面讨论这个问题。一、关于Ｐ =Ｐ0 ｅ- ｍｇＫＴｙ 的讨论设地球表面大气层的温度是恒定的 ,并且只考虑距离地面高度不太大的情况 ,可将重力加速度的变化忽略不计。在地球表面 ｙ=0处大气压强为Ｐ0 ,在距离地面 ｙ处 ,压强为Ｐ ,当高度变化ｄｙ时 ,压强变化ｄｐ ,则有ｄｐ=- ρｇｄｙ ( …     

浅谈工业污染物在大气中的化学转化

自然界中局部的能量变化和人类的生产以及生活活动向大气中排放污染物质，使大气质量发生变化，对原来的生态平衡体系产生不利的影响，危害人体健康，使环境、设备及财产等遭受破坏，这种现象称为大气污染。     

北京冬季城市热岛特征及强弱热岛影响因子研究

应用北京地区地面气象观测站1990-2004年1月的气温资料,分析了近15年北京冬季城市热岛的特征和变化趋势,也分析了城市热岛强度与地面气温的关系。结果表明：夜间城市热岛要强于白天,近15年夜间城市热岛具有增强趋势,而白天这样的趋势不明显。夜间月平均城市热岛强度与月平均气温正相关,气温高的年份,热岛强度相对也大,白天这种相关不明显。此外,对比分析了冬季强热岛和弱热岛的特征及其气象影响因子。结果表明：强热岛出现于夜间,白天热岛不明显;夜间强热岛出现和维持是多种因子综合作用的结果。白天日照充足的晴夜北京城郊地面风场很弱（≤2.0m/s）,多个测站甚至出现静风,同时城区垂直方向近地大气层持续存在很弱（≤2.0m/s）的风场,甚至静风,城区320m高度以下持续存在大气逆温,有利于冬季强热岛的形成和维持。晴朗白天即使近地层大气风速维持在2.5m/s以下,城市热岛也会减弱消失,太阳辐射的加热作用所引起的郊区地面大气升温速率和幅度大于城区地面大气、大气稳定度的变弱以及城区大气逆温的消失是城市强热岛减弱并最终消失的重要原因。     

地理圈的演进历程

地球在漫长的演化过程中,由岩石、土壤、水、大气、生物五大圈构成地理图。地球孕育了生命,人类作为最高等的生物,其活动使地理圈形成自然与人文两大系统。伴随人类对地理圈即环境认识的深化,地理圈中的智慧圈正在形成。     

东亚地区对流层O3和CO模拟

本文利用全球三维大气化学模式MOZART-2,采用两组不同的污染源数据对东亚地区对流层臭氧（O3）及一氧化碳（CO）浓度的季节变化进行了模拟。通过与观测资料进行对比发现,模拟结果能较好的再现日本南鸟岛站与绫里崎站观测到的季节变化特征。由于这两观测站所处的环流场形势不同,受亚洲大陆污染物出流的影响程度有所差别,两组排放源下CO与O3浓度的模拟差异在两地的表现有所不同,在绫里崎站可以看到CO与O3浓度的模拟差异呈现出比较显著的季节性特征。     

气候与气候变化

一、气候 气候是大气的长期状态。天气是大气的短期状态。 任何物质的运动既决定于其自身的规律性,也决定于外界的影响,其中从外界获得能源是其长期维持运动的根本条件。但是对于短期的运动,外界能源的供应却不是主要的。正像几分钟的火车运动,1、2个小时人类的活动并不决定于能源的补充一样。 因此,决定气候变化的因子完全不同于天气变化的因子。后者主要决定于大气已经获得的能量及大气动力学,而前者还必须考虑大气从外界所获的能量。     

沙尘暴与黄沙对大气环境影响及预防措施——以呼和浩特区域为例

沙尘暴与黄沙夫气是呼和浩特区域常见的一种灾害性自然天气,严重污染了呼和浩特区域的大气环境质量。文章通过对呼和浩特地区的地理位置、沙尘源地和路径、气候气象特征、植被情况、该地区沙尘暴时空变化特性及对其造成影响的季风和气旋进行研究,得出沙尘暴对呼和浩特地区大气的影响主要是增加了大气中的TSP与PM10,加剧了大气污染,并提出了对应的预防措施。     

中国大气颗粒物重金属污染、来源及控制建议

针对中国近年重金属污染事件频发,而在大气重金属污染方面尚缺乏总体认识的现状,总结近年来的研究成果.结合文献调研,对中国大气颗粒物中的主要重金属元素Pb,V,As,Mn,Ni,Cr和Cd的污染水平、季节变化、南北方差异、粒径分布等污染特征进行分析.对中国大气颗粒物重金属的主要来源、控制现状及技术进行讨论.通过对世界其他国家大气颗粒物重金属污染控制的历程及经验的总结,提出中国重金属污染的控制对策及建议.     

一颗富含铀(或钚)的小行星引起了通古斯大爆炸

一颗铀(或钚)含量相当于广岛原子弹500～1000倍的小行星,从外空进入地球大气层,在大气层运行过程中与空气发生剧烈摩擦,温度不断升高,内部的C、N、H等轻元素逐渐发生气化逃选,铀(或钚)纯度逐渐提高,于1908年6月30日,运行到通古斯的上空,满足了临界质量,该小行星发生了爆炸.     

人类可能面临恐龙灭绝时的类似环境

按照人类目前向大气排放二氧化碳的速度,地球不仅会出现温室效应,而且还会产生另一个可怕的后果:百年内可能会出现恐龙灭绝时的类似气候环境。     

秦始皇兵马俑博物馆室内含硫颗粒物的SEM-EDX研究

本文对秦始皇兵马俑博物馆室内采集的长短期降尘、大气悬浮颗粒物和彩绘漆层进行了SEM-EDX研究,在大气悬浮颗粒、短期和长期降尘中,含硫颗粒的粒径分别为0.9～22.8μm、1.0～29.0μm和1.2～37.7μm,多为石膏与粘土或石英以内部混合的状态存在。降尘中的附着型絮状硫酸钙多于大气悬浮颗粒物中,显示降尘和大气中的二氧化硫发生了累进的化学反应。彩绘漆层表面的坑和裂隙附近观察到原位生长的硫酸钙晶体,显示漆层材料或降尘颗粒物与大气二氧化硫之间的酸化学反应,可能是彩绘漆层表面受侵蚀形成微小坑和裂隙的原因之一。     

天水市森林资源碳汇计量的初步分析

森林碳汇是全球气候变化和陆地生态碳循环的重要组成部分,森林碳汇的变化直接影响着大气层中主要温室气体CO2、CH4的浓度,进而影响全球气候变化和陆地生态平衡.从应用角度出发,在统计分析天水市森林资源基础数据的基础上,进行天水市森林分类碳汇能力分析、量化计算及森林碳库分类,为应对气候变化及政府部门制定相关政策提供科学依据.     

微波遥感定量反演研究中大气参数的估算模型

被动微波遥感对地表参数的反演研究中通常会忽略大气的影响.在定量遥感精度要求较高的情况下,建立大气参数的定量估算模型以剔除大气影响,对于提高反演精度具有积极作用.本文基于辐射传输模型,总结出大气向上和向下亮温及大气透过率这3个大气参数均与大气可降水量密切相关.利用MonoRTM模型和全球946条大气廓线建立晴空条件下大气亮温和大气透过率与大气可降水量之间的函数关系,发现大气亮温与大气可降水量呈正相关,大气透过率与大气可降水量呈负相关.本文利用中国张掖地区探空数据集对大气参数估算模型进行验证.模拟结果与通过MonoRTM模拟的结果基本一致,表明本模型具有较高的可靠性.通过本模型可定量计算大气对被动微波遥感的影响,提高微波遥感定量反演的精度.