工业SO2排放对东亚和我国温度变化的影响

根据东亚地区工业ＳＯ２排放资料和硫化物输送模式模拟得到的ＳＯ２－４气溶胶的区域分布状况,计算了ＳＯ２－４对地气系统的直接辐射强迫作用,并用能量平衡模式模拟了其对东亚和我国温度变化的影响。模拟结果和资料分析表明,８０年代以来在全球变暖的背景下,我国南方大部分地区平均气温（特别是日最高温度和白天温度）普遍下降。工业ＳＯ２排放引起的大气中ＳＯ２－４含量的增加可能是引起降温的主要原因之一     

西太平洋区域二甲硫酸及其他硫化物的模拟研究

本文利用一维光化学模式，以二甲硫醚（ＤｉｍｅｔｈｙｌＳｕｌｆｉｄｅ，简称ＤＭＳ）为源模拟了西太平洋对流层的硫化物循环。ＤＭＳ海－气通量由“ｓｔａｇｎａｎｔ－ｆｉｌｍ”模式进行计算。尽管海洋大气中ＯＣＳ浓度比ＤＭＳ大一个量级，但它对ＳＯ２的贡献很小，ＤＭＳ仍是海洋大气中ＳＯ２的主要源。在大气垂直湍流输送过程中，ＤＭＳ白天与ＯＨ反应，夜间与ＮＯ３反应被氧化成ＳＯ２，ＳＯ２大部分通过非均相转化形成Ｈ２ＳＯ４。模拟结果与ＰＥＭ－ＷＥＳＴ－Ａ观测资料对比，取得了较好的一致性。     

陕西气溶胶总悬浮颗粒物来源解析

使用受体数学模型中的化学元素平衡法（ＣＥＢ）对西安市３个不同地点和枣园大气气溶胶进行来源解析,以表明陕西地区气溶胶来源的总体水平。结果显示,土壤尘占３５％～６０％,煤烟尘占１５％～３０％,建筑尘占１５％～２５％,冶炼尘占４％～１５％。各源贡献率的差异与工业排放和人类活动很好一致     

石家庄秋季大气气溶胶物理特征分析

利用１９９０年秋季在石家庄地区不同天气条件下飞机观测对流层低层（距地面４０００ｍ以下高度）大气气溶胶的观测资料，分析了气溶胶粒子数密度、质量浓度水平和垂直分布特征及其日变化。结果表明，晴空下，石家庄地区气溶胶源于本地，地面质量浓度为０．１５×１０－９—０．８５×１０－９·ｃｍ－３，高度４０００ｍ以下谱分布特征值逆温层影响气溶胶粒子的向上输送，使其在送温层上下出现不连续分布；气溶胶的日变化表现为上午数密度大于下午，但下午粒子谱变宽；城市效应影响气溶胶粒子分布，城市上空气溶胶粒子数密度比郊区高１５％－３０％。     

修正的拉朗日K模式及其在区域尺度中的应用

本文建立了模拟区域尺度的大气污染物输送与扩散过程的拉格朗日Ｋ模式，该模式结构简单，计算量小。初始浓度场采用高斯烟流扩散模式确定大气污染物的垂直分布，克服了区域模式在近距离短时间预测浓度精度不高的缺点。应用修正的拉格朗日Ｋ模式预测上江苏省区域排放的ＳＯ２在大气中输送与散布过程，验证结果表明该模式的精度能够满足区域环境污染物分布预测等环境应用的需要。     

SO2与CO2反向气候效应的模拟

ＳＯ２构成的去凝结核会增加行星反照率，因此可使行星变冷。这种效应可抵消由温室气体增加造成的全球增暖。在二维模式中详细论述了矿物燃料燃烧与影响云反照率的ＳＯ２的关系以便计算气候效应。尽管我们在硫酸盐气溶胶和大气源汇方面的知识存在很大缺陷，还是有可能得出一般性结论。按保守算法，结果表明由于ＳＯ２排放导致的变冷作用目前能抵消ＣＯ２增温效应的５０％，模式预测出自１９８０年以来有一个强大的增温趋势，仅１９８     

全球环境大气输送模式(GEATM)的建立及其验证

初步建立了以二氧化硫、硫酸盐、黑碳、沙尘气溶胶等作为主要研究对象的全球环境大气输送模式(Global Environmental Atmospheric Transport Model,GEATM),其水平分辨率为1°×1°,垂直方向分为20层,采用地形追随坐标系,考虑了上述大气化学成分的地面源排放、平流与扩散、化学转化以及干沉降、湿清除等过程.利用NCEP/NCAR再分析资料作为驱动气象场,对2004年进行长期模拟,分析了二氧化硫、硫酸盐、黑碳、沙尘气溶胶的浓度分布和输送态势.与观测的比较表明,模式对于大气化学成分分布状况具有较强的模拟能力,在欧洲的Jarczew和Leba观测站,二氧化硫日平均浓度的相关系数分别达到了0.69和0.66;在中国,有47个站点的二氧化硫日平均浓度相关系数高于0.50,其中北京、天津、上海等28个站点的浓度相关系数达到了0.60以上.同时,模拟的沙尘气溶胶总体柱浓度分布状况与卫星观测输出的气溶胶光学厚度具有很好的一致性,体现了气溶胶粒子的输送态势和分布特征.模拟结果显示二氧化硫、硫酸盐、黑碳的浓度高值区主要位于污染排放较大的欧洲、东亚和北美地区,二氧化硫地面最大年均浓度值为1500×10-12,硫酸盐为500×10-12,黑碳气溶胶为1000ng/m3.沙尘浓度与下垫面土壤类型以及地面气象条件关系密切,全球沙尘浓度主要分布在撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛、中亚地区、澳大利亚西部以及拉丁美洲南部地区,并且呈现了较为显著的季节变化特征,撒哈拉沙漠输送最强时期是在6～8月,影响范围覆盖了整个赤道大西洋,最西端伸展到了北美的加勒比海地区;阿拉伯半岛沙尘输送最强时期是3～8月,影响范围包括阿拉伯海和孟加拉湾地区;亚洲在3～5月有非常强烈的沙尘东传过程,浓度输送带一直贯穿了整个北太平洋地区.     

用月平均和逐时气象场对东亚夏季SOx远距离输送的数值实验

本文用日本山梨大学片谷教孝等人建立的３维欧拉型污染物远距离输送模式,分别输入１９８８年６月月平均和逐时气象资料（风场、气压场、密度场、降水等）,对夏季东亚地区ＳＯｘ的远距离输送进行了数值模拟。所有实验均积分１个月,对ＳＯ２、ＳＯ２－４的地面浓度及沉降量进行了分析,实验结果表明：如果仅仅考虑ＳＯ２的远距离输送模拟,可以月平均场气象资料代替模式中需要的逐时场气象资料;而将逐时场的风、降水资料和月平均场的气压、密度资料共同使用则与输入逐时场气象资料对ＳＯ２及ＳＯ２－４模拟结果完全相当。由于实验中只使用了１９８８年６月的资料,故下一步的研究应对不同年、季的气象资料及不同污染物的远距离输送模拟进行比较,从而考察月平均场气象资料在污染物远距离输送的模拟中能否完全或部分代替逐时场气象资料。     

中国部分清洁地区大气中N2O的浓度

１９９３年４月—１９９５年８月对中国部分清洁地区大气的Ｎ２Ｏ浓度进行了现场观测，结果表明：农田（玉米田和麦田）大气的Ｎ２Ｏ平均浓度高达３２２．１－３４３．４ｐｐｂｖ，这是土壤排放Ｎ２Ｏ的结果；临安、龙风山和瓦里关山大气本底观测站（ＷＭＯ／ＧＡＷ）Ｎ２Ｏ的平均浓度分别为３１８．８±８．４ｐｐｂｖ，３１７．４±４．７ｐｐｂｖ和３１４．０±４．２ｐｐｂｖ。在此基础上，分析了大气Ｎ２Ｏ的分布及变化特征。另外，还对现场取样及Ｎ２Ｏ浓度测量技术作了初步分析和评价     

柴油发动机颗粒排放物分析及来源解析

针对上海柴油机股份有限公司生产的各类型柴油机,按十三工况法采集颗粒物样品．采用离子色谱法对１０种常规无机离子（Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、ＮＨ４＋、ＳＯ４２－、ＮＯ２－、ＮＯ３－、Ｆ－、Ｃｌ－）的含量进行了检测．检测结果表明,硫酸根离子的质量分数普遍偏高,为９２５２％ ～１３９８９％．Ｎ系阴离子的排放变化趋势与气体污染物ＮＯｘ的比排放趋势基本相同．利用气质联用中的全扫描方式分别检测了柴油机排气微粒ＳＯＦ（ＳｏｌｕｂｌｅＯｒ ｇａｎｉｃＦｒａｃｔｉｏｎ）组分,对照柴油组分分析了颗粒物组分的来源．柴油机排气颗粒物中ＳＯＦ的最大组分为烷烃,质量分数为６０５％且大部分为直链烷烃;其次是酚类、酯类、醇类及其衍生物,质量分数为２５２％,此外还有部分芳香烃,质量分数为１４３％,主要为萘族和菲族芳香烃,来源于未燃柴油．     

Sulfur budget above the Eastern Mediterranean: relative contribution of anthropogenic and biogenic sources

To access the relative contribution of anthropogenic and biogenic sulfur sources to the sulfur budget in the Eastern Mediterranean, an area characterized by very high nss-     levels, measurements of both wet and dry deposition of sulfur were performed at a remote area on the island of Crete (Finokalia) during a 3-yr period (1996–1999). The estimation of dry deposition is based on both gaseous sulfur dioxide (SO₂) and particulate phase non-sea-salt sulfate (nss-     ) and methane sulfonate (MSA) measurements. During the dry period, deposition of SO₂ from long-range transport is the main component of anthropogenic sulfur deposition in the area. The results of the wet and dry deposition obtained at Finokalia have been compared with DMS emission from seawater obtained during two yearly surveys (1997–1998) in the Cretan Sea. Our results indicate that the contribution from biogenic sources to the sulfur budget in the Eastern Mediterranean, although negligible during winter, can account for up to 26% during summer.     

Role of Triad Kinetic Energy Interactions for Maintenance of Upper Tropospheric Low Frequency Waves during Summer Monsoon 1988

ＲｏｌｅｏｆＴｒｉａｄＫｉｎｅｔｉｃＥｎｅｒｇｙＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｆｏｒＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＵｐｐｅｒＴｒｏｐｏｓｐｈｅｒｉｃＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙＷａｖｅｓｄｕｒｉｎｇＳｕｍｍｅｒＭｏｎｓｏｏｎ１９８８Ｄ．Ｒ．Ｃｈａｋｒａｂｏｒｔｙａ...     

嵌套网格空气质量预报模式系统的发展与应用

主要综述中国科学院大气物理研究所自主开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS,Nested Air Quality Prediction Modeling System)的历史发展与应用情况.模式发展伊始为欧拉污染物输送实用模型,利用其研究东亚硫氧化物的跨国输送问题,得出中国对于周边国家的输送量不大的结论; 在系统中嵌入适合东亚的起沙机制模块,用来模拟沙尘发生、输送及沉降等过程,估算亚洲大陆沙尘气溶胶对海洋地区的输送与沉降通量,为研究海洋生物地球化学循环提供基础数据; 利用该系统研究沙尘及其土壤粒子对酸雨的中和作用,发现沙尘输送对东亚酸雨的分布影响很大; 发展城市尺度高分辨率气象和空气质量预报技术,使模式水平分辨率达到500 m,并应用于台北高浓度臭氧和PM10的模拟; 研究和集成区域及城市尺度大气污染预报理论和模拟技术,研制成目前的嵌套网格空气质量预报模式系统,以探讨不同尺度各种污染(如沙尘暴、城市光化学烟雾、酸雨、高浓度悬浮颗粒物等)的变化规律.在模式系统中初步建立资料同化模块,开展大气化学成分及沙尘输送模拟的资料同化研究.系统已经在北京、上海、深圳、郑州等城市环境监测中心实施空气质量的实时预报.未来,系统将集成到全球环境大气输送模式(GEATM),以实现从城市群到全球具有双向耦合功能的模式系统.     

Wet deposition of sulfate in the Inland Sea region of Japan

Precipitation chemistry data derived from a sampling network operated in the Inland Sea model region (June 1984–May 1985) are used as a basis for discussing the wet deposition of sulfate on a regional scale in Japan. Horizontal distribution, seasonal variation, relationship between wet deposition and precipitation amount, sulfate/nitrate ratio, and transport of sulfate from the ocean are discussed. Temporal trends in concentrations of atmospheric sulfur compounds and sulfate wet deposition in the model region are also covered.     

Temperature changes over Eurasia during the late summer of 1979

During the late summer of 1979, massive changes occurred in the distribution of temperature over Eur asia north of 15oN. At 300 hPa, zonal mean temperature averaged over Eurasia along 20o－25oN de-creased sharply around 23 August. An abrupt decrease in 300 hPa zonal mean temperature also occurred over extensive mid-latitude zones (40o－55oN) around 18 August, i. e., about 5 days prior to the monsoon withdrawal over South Asia.The intensity and location of N－S oriented, vertical overturning underwent significant changes over Eurasia during the transition from summer to fall. Near 20o－25oN, zonal mean updrafts weakened con-siderably during the transition period (18－27 August). Around 45oN, zonal mean downdrafts and the asso-ciated cooling (radiative) rate increased considerably during the transition period.Near 15oN, 300 hPa zonal mean temperature fluctuated nearly periodically with an approximate 40-day period. These fluctuations appear to be associated with a small imbalance between 40-day filtered adiabatic cooling (heating) and diabatic heating (cooling).     

超长波的多年振动

我们对1871—1975年冬（1月）和夏（7月）60°N和30°N纬圈的海平面气压距平资料作谐波分析，讨论第1—3波的超长波的多年振动。其主要结果有:1. 超长波的第1波的近百年变化表现为向西的行波型振动。它的超长波槽有3次影响东亚，造成东亚地区降水量的36年左右周期。2. 第2、3波的变化是属于驻波型的振动，这种振动是由两个气候变化阶段来完成的。1921—1926年以前为第一阶段，超长波槽的位置偏东；1921—1926年以后为第二阶段，超长波槽偏西。超长波的阶段变化导致了大气活动中心的阶段变化，引起相关系数的不稳定。3. 超长波的阶段变化与海温距平的阶段变化有密切关系。超长波槽的变化与海温负距平的变化相适应。     

Indirect vs. Direct Effects of Anthropogenic Sulfate on the Climate of East Asia as Simulated with a Regional Coupled Climate-Chemistry/Aerosol Model

We intercompare a series of multi-year simulations with a coupled regionalchemistry-climate model for east Asia to assess the relative importance ofdirect and indirect (Type I) effects of anthropogenic sulfate on the climateof the region. Both direct and indirect aerosol effects induce a negativeradiative forcing that results in a cooling of the surface and in a decrease of precipitation. Under present day sulfur emissions,the direct aerosol effects prevail during the cold season, while the indirecteffects dominate in the warm season (when cloudiness is maximum over the region). When both the direct and indirect effects are included, the surface cooling varies in the range of –0.1 to over –1 K throughout the region and extended areas ofstatistically significant cooling are found in all seasons except winter.The indirect effects largely dominate in inhibiting precipitation, especiallyduring the summer. When doubling the sulfur emissions, the direct effects aresubstantially strengthened, while the indirect effects are only marginally affected. This indicates that the indirect effects over the region might be asymptotically approaching their maximum efficiency. Overall, the indirect effects appear necessary to explain theobserved temperature record over some regions of China, at least in the warm season.A number of uncertainties need to be addressed, such as due to Type IIindirect effects, modeling of the relationship between aerosol concentration and cloud optical properties, and contribution of aerosols other than anthropogenic sulfate.     

我国和东亚地区硫化物跨边界输送态势研究

本文利用污染物三维欧拉长距离输送实用模式,较详细地模拟了我国和东亚地区硫化物跨地区、跨边界输送态势,分析了东亚地区硫化物输送通量随高度、季节变化的分布特点,讨论了不同地区边界上硫化物的跨边界输送通量及流的收支平衡,并给出了我国和周边国家和地区之间硫化物的相互输送量。结果表明,我国向外输送的硫化物占周边国家和地区总硫沉降的比例并不大,各地区硫沉降的主要来源是自身排放;硫化物长距离输送中硫酸根的输送占重要地位,各地区硫酸根沉降中的外来比例较大。我们初步总结出一个东亚地区硫化物输送的概念模式：在低层,夏季主要自西南向东北输送,冬季长江以北自北向南输送,长江以南由西南向北输送,并在长江中下游地区形成一个较强的硫化物辐合带,在高层,无论冬夏均由西向东输送,并随高空带变化,中层为二者的过渡,春秋季的情形界于冬夏之间,偏向冬季。     

近50年我国日平均气温的气候变化

应用近50年我国234个测站的日平均温度资料，研究了最高(低)日平均温度、各种界限温度日数、生长季节长度及有效积温的变化趋势。结果表明:近50年，夏季最高日平均温度以上升为主，新疆南部和黄淮的部分地区为下降趋势；最低日平均温度北方大部地区有较明显的升温趋势，新疆南部及长江流域则有下降趋势；在冬季，无论是最高日平均温度还是最低日平均温度的变化趋势均以上升为主，北方尤为明显；日平均温度高于30℃的炎热日数近50年来基本上没有什么变化，但日平均温度为20~30℃的温暖日数却有增加。低于5℃的冷日日数基本上也是减少的。日平均温度低于-10℃的严寒日数，在40o~45 o N的新疆、内蒙古西部、东北中南部地区减少得更为明显。除西南东部等少数地方外，我国大部分地区近50年来生长季节延长，有效积温增加。     

Numerical Investigation of the Influence of Mineral Dust on the Tropospheric Chemistry of East Asia

An investigation of the influence of mineral dust ontrace gas cycles in the troposphere is carried out inthis study. A 3D regional scale atmospheric chemistrymodel (STEM-III) which includes aerosol processes isused for the numerical simulations for May 1987.Heterogeneous interactions between gaseous species(SO₂, N₂O₅, HNO₃, HO₂andH₂O₂) and the dust particles are considered.Emissions of dust behind convective cold fronts aremodeled. The transport and distribution of mineraldust predicted from the model is compared withsatellite measurements (aerosol index from TOMS). Themodel is shown to capture the synoptic variability inthe observed aerosol index. Calculations show twomajor dust events in May 1987, during which thedust levels close to the source reach more than500 g/m³. The transport of dust is mostlyrestricted towards the north, with the net continentaloutflow of 6 Tg for the entire month. Results showthat the presence of mineral aerosol can greatlyimpact sulfate and nitrate distributions. Averagedover the month of May, the presence of dust isestimated to increase particulate sulfate and nitratelevels in east Asia by 40%. Furthermore, the sulfateand nitrate on the dust particles are predicted to beassociated with the coarse mode (3–5 m particlediameter), consistent with observations over Japan.The influence of mineral dust on the photochemicaloxidant cycle is also investigated. For the entiremonth, a5–10% decrease in boundary layer ozone ispredicted by the model closer to regions of higherdust levels. The ratio of nitric acid to NO_x overmarine regions is reduced by a factor between 1 and 2in the boundary layer to more than 2 in the freetroposphere as a result of aerosol processes.