大气激光雷达技术的研究进展

激光是20世纪60年代发明的最重大的科学技术成果之一,它是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的.激光雷达目前涉及的应用领域十分广泛,本文着重介绍了其在大气方面的应用,其中主要包括对气溶胶、云和边界层的探测,大气成分的探测,温度的探测,反演PM2.5浓度的精度等研究.同时介绍了相关的原理,并给出部分实验测试结果,指出了大气激光雷达的未来发展趋势.     

Climate change,greenhouse gases and aerosols

The surface temperature of the earth is controlled by the balance between the absorbed solar radiation and the emitted infrared radiation. During the past 150 years the amount of carbon dioxide in the earth’s atmosphere has increased from 280 parts per million to more than 380 parts per million on account of burning of fossil fuels. The higher absorption of infrared radiation by the atmosphere (on account of higher carbon dioxide) has resulted in an increase in the surface temperature of the earth. The burning of fossil fuels has also caused an increase in sulphate and soot aerosols in the atmosphere. Both these aerosols reduce the solar radiation incident at the earth surface. Hence the surface of the earth has cooled on account of increase in aerosols. The sulphate aerosols have also cooled the atmosphere but the soot aerosols, which absorb solar radiation, have heated the atmosphere. The net impact of increase in carbon dioxide and aerosols has been an increase in the surface temperature of the earth by 0.7 degrees centigrade in the past 100 years. J Srinivasan is a Professor at the Centre for Atmospheric and Oceanic Sciences at Indian Institute of Science, Bangalore. He was a lead author in the second and fourth reports of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).     

北京冬季气溶胶吸湿性的观测与分析

采用HTDMA（加湿迁移差分分析）法于2009年12月8—20日测量了北京气溶胶吸湿性,并讨论气溶胶吸湿性影响因素.实验发现,北京气溶胶吸湿性生长因子冬季在1.01到1.40之间,呈现弱吸湿性和近憎水性特点.北京冬季气溶胶吸湿生长因子日变化呈现双峰分布和单峰分布2种规律.影响城市环境气溶胶吸湿性的主要因素是近憎水性组份和弱吸湿性组份在环境气溶胶中所占的比例.     

敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究

选择2006年4月30日至5月10日,结合“五一”长假前后参观游客数量的变化,对莫高窟室内外总悬浮颗粒物（TSP）和污染气体进行了为期两周的加强连续观测,获得了莫高窟室内外大气环境污染的初步数据。在观测期内,室外、非开放窟[320窟]和开放洞窟[257窟]大气TSP的日平均质量浓度分别为1138.4 μg m-3、228.5 μg m-3和286.4 μg m-3。TSP中水溶性离子分析表明,Ca2+、SO42-、Na+和Cl-是水溶性无机离子的主要组分,且室外水溶性离子浓度高于窟内水平,长假前后水溶性组分浓度有明显变化。碳气溶胶分析显示,开放洞窟相对于室外和非开放窟具有较高的碳气溶胶的浓度水平。获得了研究区NH3和气态HNO3的浓度水平。游客数量对TSP质量浓度,水溶性离子浓度,碳气溶胶浓度和污染气体均有显著影响,旅游高峰期污染物质浓度显著增高。     

应对气候变化的碳收支认证及相关问题

该专项针对我国应对气候变化与碳减排的国际谈判以及国家可持续发展最佳途径选择等重大科技需求,有效组织中科院和相关高校及部委相关单位多学科交叉的优势力量,深入研究我国的陆地碳收支定量认证、碳增汇潜力与速率、增汇技术与措施以及未来全球增暖情景与大气温室气体浓度关系的不确定性等重大科学技术问题.由此形成支撑我国应对气候变化的温室气体减排增汇、国家可持续发展战略决策的数据资源体系、科学知识体系和技术支持体系;全面提升我国在温室气体排放认证方法论与技术体系、陆地碳收支定量评估与认证、生态系统与气候变化科学研究、生态系统增汇技术与措施、区域碳收支调控管理政策等研究领域的整体科学研究水平,实现国家应对气候变化科技支撑能力的跨越式发展,提高我国的国际影响力和外交谈判的话语权;形成一支具有扎实研究基础,并适应重大多学科交叉的科技队伍,实现我国科学家进入世界前沿科技舞台的战略目标.该专项将着力回答如下核心科学问题:(1)我国的温室气体排放量是多少？(2)我国陆地生态系统有多大的固碳潜力和速率？(3)在温室气体减排的“三可”(可测量、可报告、可核查)问题上我们如何应对？(4)如何认识气候变暖对大气CO2浓度的敏感性？(5)如何认识气候变暖对生态和环境变化的影响？(6)应对气候变化的绿色发展战略和政策是什么？通过专项实施将实现:自主建立我国能源、水泥等行业的碳排放计量体系,定量评估土地利用变化引起的温室气体排放;建立以卫星遥感、空中监测与地面网络监测和大气模式系统相结合的我国自主大气碳浓度和碳源汇监测系统,以及陆地碳收支的地面观测研究网络;综合研究和定量评估我国各类生态系统的碳增汇潜力与速率,评估我国重大生态工程的增汇贡献,研究人工干预下生态系统增汇的原理和技术系统,建立我国典型区域碳增汇的科技试验和示范体系;发展更为完整的新一代气候系统模式,定量预估未来气候增暖幅度相对应的大气温室气体浓度,理解人为排放气溶胶与气候变化的关系,进一步减少其相互关系认知的不确定性;分析过去百、千、万年时间尺度的气候变化事实,研究过去万年气候变化的自然规律和人类适应过程,增强对气候变化自然过程及其归因的认识;分析国际碳贸易市场机制及其对我国的可能影响,提出建立我国碳交易市场体系,林业、农业、牧业的减排增汇技术和经济政策,国内地区和行业间的生态补偿政策与碳管理体制等相关问题的政策建议与技术支撑体系.     

敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究

选择2006年4月30日至5月10日，结合“五一”长假前后参观游客数量的变化，对莫高窟室内外总悬浮颗粒物（TSP）和污染气体进行了为期两周的加强连续观测，获得了莫高窟室内外大气环境污染的初步数据。在观测期内，室外、非开放窟[320窟]和开放洞窟[257窟]大气TSP的日平均质量浓度分别为1138.4 μg m-3、228.5 μg m-3和286.4 μg m-3。TSP中水溶性离子分析表明，Ca2+、SO42-、Na+和Cl-是水溶性无机离子的主要组分，且室外水溶性离子浓度高于窟内水平，长假前后水溶性组分浓度有明显变化。碳气溶胶分析显示，开放洞窟相对于室外和非开放窟具有较高的碳气溶胶的浓度水平。获得了研究区NH3和气态HNO3的浓度水平。游客数量对TSP质量浓度，水溶性离子浓度，碳气溶胶浓度和污染气体均有显著影响，旅游高峰期污染物质浓度显著增高。