南极大气和空间物理过程对全球变化的响应研究

我院承担了该专题的2个子专题：“南极冰雪与大气相互作用过程和辐射特征的观测研究”和“南极臭氧和紫外辐射的监测和变化机制研究”。1999年的研究进展如下：1）对南极中山站用Brewer臭氧光谱仪观测得到的1993－1998年臭氧总量和紫外辐射的分析结果表明,春季出现臭氧低于200     

中国地区大气臭氧变化及其对气候环境的影响——国家自然科学重大基金项目

中国地区大气臭氧变化及其对气候环境的影响———国家自然科学重大基金项目“中国大气臭氧变化及其对气候环境的影响”是国家自然科学基金在“八五”期间由地球科学部与化学科学部联合设定的重大项目。该项目于１９９４年开始执行，预期于１９９７年１１月底结束。项目主...     

爱护臭氧 保护人类

大气中的臭氧大部分集中在 1 0～ 5 0 km的大气层中 ,其中 2 0～ 3 0 km臭氧含量最高 ,也称为臭氧层。臭氧能强烈吸收太阳紫外线辐射。由于臭氧能把大部分太阳紫外线辐射吸收掉 ,使地球上的生物免受过多紫外线的伤害 ,所以人们把臭氧看作是地球的“保护伞”。自 2 0世纪 70年代中期以来 ,在南极的大气观测中发现 ,其上空 1 0～ 1 0 km处的平流层中下层 ,春季的臭氧含量在逐年减少。 1 985年英国科学家在南极考察时发现 ,臭氧含量降低了 5 0 %左右 ,面积足有美国领土大的“臭氧洞”。伴随着全球臭氧层厚度的下降 ,南极臭氧洞的面积有逐年扩大…     

拉萨地区1998年夏季臭氧总量及垂直廓线的观测研究

该文根据1998年6~10月上旬在拉萨地区进行的臭氧总量及臭氧垂直廓线的观测结果, 并结合同期同纬度其他两个臭氧站数据资料, 证实了以拉萨地区为代表的青藏高原在夏季存在“臭氧低谷”的现象.分析表明, 地基和卫星观测的臭氧总量有一定误差. Umkehr观测反演结果表明夏季拉萨地区平流层臭氧分布和同纬度其他地区相比略有不同; 在对流层, 探空资料显示了该地区对流层臭氧有低值分布的特征.     

话说臭氧污染

谈起“臭氧”，人们不由得与“臭氧空洞”、“臭氧层破坏”等话题联系在一起。大家都知道，在大气层上部(10～50km高度)，集中了近乎80～90％的臭氧，尽管它在大气中的含量很少，但它能有效地吸收大气中过量的紫外辐射，对人类和地表生物的生存起着非常重要的作用。然而，在接近地面的地方，臭氧却是一种危险的污染物，其浓度增加将直接危害生态环境。     

臭氧洞的形成及防治

大气中臭氧非常稀薄，每１０００万空气分子中平均大约有３个臭氧分子。尽管臭氧量很小但在大气中却超着极其重要的作用。大部分臭氧（大约９０％）存在于地球表面以上大约１０～５０ｋｍ气层中，大气的这一区域称为平流层。平流层臭氧通常称为“臭氧层”，其他臭氧存在于对流层（自地表向上约１０ｋｍ处）。     

地面臭氧观测

近年来认识到近地面层系统地观测臭氧可与对流层上部臭氧观测联系在一起,从而给出大气中臭氧的总收支,为大气本底污染监测内容之一;山地与平原观测记录之比较,也是很有价值的。地面臭氧观测基准站和区域站的臭氧取样及分析方法指南,可参见世界气象组织业务手册(WMO Operations Manual)第299号出版物。加拿大大气环境局“世界臭氧资料中心”正作出安排,将世界各地未污染地点的地面臭     

北极臭氧垂直分布和天气尺度变化的观测研究

北极地区臭氧对北极气候和环境系统起着重要作用。研究其分布和变化有助于了解北极的气候和环境及其对全球气候系统的影响,有助于气候和环境变化的数值预报。中国北极科学探测1999在北冰洋楚可奇海域成功的进行了大气臭氧观测。通过在中国“雪龙”号破冰船甲板上（于1999年8月18-24日在75°N,160°W附近处）释放大气臭氧探空仪获得了高分辨率的大气垂直结构和臭氧分布资料,可以进行大气尺度的大气臭氧变化研究。分析大气监测资料、TOMS臭氧总量资料和NCEP大气环流资料表明,大气臭氧总量随着对流层顶的低一高一低变化呈高一低一高的变化过程。研究还表明,大气柱的臭氧总量与13公里以下的大气臭氧含量关系密切,而在约20公里处的大气臭氧浓度最大值的变化与整个气柱臭氧的关系不大。500 hPa天气形势图上一个弱一强一弱的西南天气型造成的弱臭氧平流可能是这次臭氧变化的主要原因。     

惠州市臭氧污染特征及其与气象条件关系研究

利用广东省惠州市区2013—2016年逐日、逐时的环境和气象资料, 研究了珠江三角洲(简称“珠三角”)东侧惠州市臭氧污染特征及其与气象条件关系。结果表明:惠州市臭氧污染具有明显的月和季节变化特征, 10月臭氧平均浓度最高, 臭氧超标日和污染日主要出现在7—10月。惠州市臭氧浓度日变化呈单峰变化, 06—08时最低, 最大值出现在午后14—15时。臭氧浓度变化和气象条件关系密切, 低浓度臭氧大多出现在气温较低、相对湿度和风速较大、云量较多伴有降水、日照时数较小的天气, 臭氧浓度超标多出现在气温较高、相对湿度和风速较小、云量较少一般无降水、日照充足的天气。惠州市臭氧超标主要出现在地面和低空偏西风下, 这可能与惠州市处于珠三角城市群下风向的区域污染输送有关。      

赤道东太平洋海温场“递归分解”的容比变化及其气候意义

采用“递归分解”方法的逆向算法,提取了赤道东太平洋冷水区57个格点1951年1月-1997年12月逐月海温月际变差值序列动力演化的“容比”特征,据此揭示了海温场的年代际尺度气候变化,并讨论了它与ENSO循环、两半球臭氧以及北半球对流层、平流层大气温度年代际变化的关系。最后将“递归分解”方法与传统统计方法进行了比较。     

大气臭氧与气候变化

人们为什么对大气中大量的臭氧感兴趣呢?其原因在于臭氧对大气的结构、特性,以致于地球上有生命物体有着巨大影响。大气中臭氧的存在使得波长小于290nm的太阳强紫外辐射不能透过大气。另外,臭氧还大量吸收了波长在290-320nm之间的中紫外辐射,波长在320-240nm的近紫外辐射才能通过臭氧层到达地面,但它对生物没有危害。今天无疑可以认为:由于大气中“臭氧盖”的存在,才能使人类免遭紫外辐射的有害影响,人类才能得以生存和发展。大气中臭氧总量的变化(臭氧含量平衡的破坏)影响了平流层中不同高度太阳紫外辐散流入量的分布,这就导致了平流层温度和高层大气     

西南地区臭氧空间分布及变化趋势

本文利用2003年1月—2012年12月的MSR2臭氧总量月平均资料对四川盆地(28～31°N,104～106°E)、青藏高原(27～37°N,80～95°E)、云贵高原(23～27°N,98～106°E)3个区域的臭氧总量空间分布及变化趋势进行了对比分析。得到了以下结论,四川盆地常年存在臭氧总量最大值,青藏高原次之,云贵高原最低。在2003—2012年这10 a间西南地区臭氧总量总体呈上升趋势,这同全球臭氧总量近几十年的变化趋势相一致,其中上升趋势云贵高原四川盆地青藏高原。西南地区在这十年间分别出现了臭氧总量最小值年(2008年)和臭氧总量最大值年(2010年),其中青藏高原还出现了一个臭氧总量最小值年(2004年)。就臭氧总量季节变化而言,在2003—2012年10 a间西南地区臭氧总量在春季存在最大值,但是青藏高原的臭氧总量在秋季存在最小值,而四川盆地和云贵高原的臭氧总量在冬季存在最小值。     

KC79型臭氧探空仪用臭氧传感器的性能试验

1.引言作为气象厅观测部的重点研究课题,气象研究所高空物理研究部从1975年开始以三年计划实施了“特殊探空仪的改进”这项工作。其中臭氧探空仪是以轻量化为第一目标,将包括注水电池用水在内的1.8公斤的原探空仪(KC68型)的重量减到了1公斤(KC79型)。在臭氧探空仪的这一改进中,注水电池从B68型更新为B79型,开关式     

近30年青藏高原臭氧总量亏损的可能原因及其与对流层顶高度的联系

基于总臭氧测绘光谱计TOMS和太阳向后紫外线散射仪SBUV结合得到的30年(1979-2008年)全球月平均臭氧总量资料,首先分析了近30年青藏高原(下称高原)上空臭氧总量的下降趋势,然后讨论了高原动力抬升作用对臭氧总量的影响,最后探讨了高原臭氧总量亏损与高原对流层顶高度的联系。结果表明,高原臭氧总量及其下降趋势均存在着明显的季节差异,与同纬度非高原区相比,高原地区各月的臭氧总量均偏低,特别是在3-9月臭氧亏损严重;近30年高原地区臭氧总量在各季节均呈现出下降趋势,除了秋季外,其下降幅度均超过同纬度其他地区;春、夏季高原动力抬升有利于对流层低浓度的臭氧含量向平流层输送,从而导致高原臭氧总量的减少。近30年春、夏季高原臭氧总量亏损与夏季高原第二对流层顶高度的抬升存在着密切关系。     

国产臭氧探空仪观测数据质量分析

对国产臭氧探空仪从2001年4月到2004年9月在北京观测的臭氧垂直分布数据的质量进行分析。对国产臭氧探空仪系统基本测量数据(包括电化学反应池池温、臭氧最大分压及其所在的高度、对流层顶的温度和高度)进行初步分析, 结果发现国产臭氧探空仪的稳定性仍需进一步提高。与地面多谱森臭氧总量观测相比, 国产臭氧探空积分的总量普遍要高,2002年至2003年之间的差别范围基本上保持在±20%以内。与国际普遍使用的双池型电化学(ECC型)臭氧探空观测结果相比, 国产臭氧探空观测臭氧分压在15 km以下、25～30km两个高度范围, 均要高于ECC测值。分析结果建议国产臭氧探空仪应尽快参与由全球大气本底监测(GAW)技术主持的世界臭氧探空仪标定中心进行标定, 并在现有的技术条件下, 向双池型电化学型臭氧探空仪这一方向发展     

中部型ENSO和平流层准两年振荡对冬季北半球平流层臭氧的联合调制作用

利用观测和再分析资料通过合成分析方法,研究了中部型ENSO和平流层准两年振荡（QBO）对冬季北半球平流层臭氧的独立影响和联合调制作用。研究表明,北半球平流层臭氧在中部型厄尔尼诺年增加,而在中部型拉尼娜年减少;准两年振荡东风位相年份,北半球平流层臭氧增加,准两年振荡西风位相结果则相反。相比之下,北半球中、高纬度平流层臭氧异常对准两年振荡活动的响应明显小于其对ENSO活动的响应。进一步研究发现,准两年振荡东风位相会加强中部型厄尔尼诺事件引起的北半球平流层臭氧的增加,而减弱中部型拉尼娜事件造成的平流层臭氧的减少。在准两年振荡西风位相下,中部型厄尔尼诺事件仅导致北半球平流层臭氧含量少量升高,而中部型拉尼娜事件期间臭氧会大幅度减少。因此,准两年振荡东风位相会加强中部型厄尔尼诺事件对北半球平流层臭氧的影响,而减弱中部型拉尼娜事件对北半球平流层臭氧的影响。准两年振荡西风位相会减弱中部型厄尔尼诺而加强中部型拉尼娜事件对北半球平流层臭氧的影响。      

“无形杀手”从天降——漫谈臭氧层被破坏及其危害

1地球“三级”出现臭氧洞人类赖以生存的地球周围环绕着一层厚厚的大气,它是由水汽、氮、氧、二氧化碳、甲烷、臭氧等多种物质所组成。在离地面10～50km的平流层中有一臭氧层。大气中氧分子被太阳辐射光化分解后,所产生的氧原子与周围氧分子结合,形成臭氧。从10km高度处臭氧含量逐渐增加,至20～50km高度处,臭氧含量达到最大值,再往上其含量逐渐减少,到了50km高度其含量就很微少了。臭氧在整个大气中只占极小的一部分,如果将大气中所有的臭氧集中到地表,仅有2～3mm厚的一层。科学家指出,臭氧层能吸收99％以上的紫外线,使地球上的…     

参加WMO／GAW Brewer臭氧光谱仪比对标定观测及第12次Brewer臭氧光谱仪学术会议总结

根据2007年气象行业专项“MKIII型Brewer光谱仪的臭氧总量观测传递标准建立及对卫星遥测O3,SO2,NO2总量及UV波段光学厚度的标定技术研究（GYHY200706038）”的工作计划要求,中国气象科学研究院郑向东研究员于2009年9月6～27日参加了由WMO／GAW在西班牙举行的Brewer光谱仪标定比对观测（7～17日）和在意大利北部山区Aosta举行的第12次Brewer臭氧光谱仪学术会议（19～25日）。     

赤道东太平洋海温场"递归分解"的容比变化及其气候意义

采用“递归分解”方法的逆向算法,提取了赤道东太平洋冷水区５７ 个格点 １９５１年 １ 月～１９９７ 年 １２ 月逐月海温月际变差值序列动力演化的“容比”特征,据此揭示了海温场的年代际尺度气候变化,并讨论了它与 Ｅ Ｎ Ｓ Ｏ 循环、两半球臭氧以及北半球对流层、平流层大气温度年代际变化的关系。最后将“递归分解”方法与传统统计方法进行了比较。     

热带臭氧含量与准两年周期环流的关系——一些研究结果(节译)

指出热带臭氧含量变化时间序列谐波分析的结果;臭氧含量年际差的时间变率与赤道地区平流层中的准两年周期环流的对比表明:当赤道风带出现明显的两年周期性风向改变时,臭氧的时间变化也有两年周期。赤道风带两年周期破坏时,臭氧含量年际差的变化也随之混乱。