多环芳烃来源与分布及迁移规律研究概述

概述了多环芳烃的来源,就近年来多环芳烃(PAHs)在大气、土壤、植被和水体沉积物中分布与迁移规律的研究成果进行了综述,并展望了未来PAHs研究方向。     

瓦里关及西宁PM_(10)和多环芳烃谱分布的观测研究

为了研究青海瓦里关和西宁PM10中多环芳烃污染特征及其来源,于2007年5月24日～6月1日在青藏高原东北部的瓦里关大气本底站和青海气象台进行了观测并各采集7组气溶胶样品,分析了PM10质量浓度、粒径分布和多环芳烃谱分布特征。结果表明,瓦里关PM10日均浓度为24.85μg.m-3,粒径分布呈三模态;西宁PM10日均浓度为65.25μg.m-3,呈明显双模态。瓦里关积聚态颗粒物质量百分比大于西宁观测点。瓦里关PM10中多环芳烃含量远低于同季节西宁地区,浓度值为8.38ng.m-3;高分子量的PAHs主要集中在细颗粒上,而粗颗粒上低分子量PAHs相对较多。两地区高分子量多环芳烃均为单峰分布。后向轨迹分析表明,瓦里关PM10中PAHs污染与西宁市以及黄河河谷工业带方向的输送密切相关。     

沈阳市主要公园土壤多环芳烃污染特征研究

在沈阳市选取7个主要公园,于2017年3月采集土壤样品,采用高效液相色谱法对15种美国环保署优控多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的浓度进行分析。结果表明:2017年沈阳市各公园PAHs的污染特征不同,主要污染成分差别明显,其中万泉公园土壤污染水平最高,土样中PAHs浓度远高于其他采样点。由纵向分析发现,沈阳市各公园PAHs浓度随着土壤深度增加呈下降的趋势。由沈阳市各公园土壤样品中PAHs不同环数所占百分比可知,中、高环数污染物组分含量普遍较高而低环数污染物组分含量均较少,表征各公园土壤污染源主要为燃料燃烧。通过比值法进一步分析可知,沈阳市各公园土壤中PAHs来源主要为燃料的高温燃烧,燃烧源主要为煤、石油类、生物质燃烧的混合源。     

南京北郊气溶胶中多环芳烃的污染特征及来源解析

利用2010年8月采集的南京北郊气溶胶样品,使用GC-MS对美国环保总局推荐的16种优先控制的多环芳烃含量、分布特征进行了研究。在此基础上,用特征比值法、主因子分析法分析得到南京市北郊大气中PAHs的主要来源为车辆尾气、燃煤、天然气和草木秸秆燃烧,并应用绝对因子分析法进一步定量计算主要源对PAHs的浓度贡献率。结果表明:1)大气颗粒物中16种多环芳烃的平均总质量浓度为135.85 ng/m~3,多环芳烃以4环为主,在可吸入颗粒物中的浓度占总浓度的88.7%;2)PM10中多环芳烃呈双模态分布,在9~10μm的粗模态和0.65~1.10μm的积聚模态上各出现一个峰值;3)天然气等对PAHs的贡献率为5.7%~44.1%,燃煤源的贡献率为20.7%~57.8%,汽车尾气的贡献率为4.6%~46.7%,木材燃烧的贡献率为2.9%~38.1%。本地交通排放和燃料燃烧是南京北郊大气颗粒物中PAHs的主要来源,远距离输送也对南京北郊气溶胶中的PAHs有重要贡献。     

沈阳市不同功能区地表土壤多环芳烃(PAHs)污染特征研究

采用高效液相色谱法对沈阳市地表土壤中的多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）进行了定量分析,研究了沈阳市地表土壤中PAHs在不同功能区的含量及分布特征。结果表明：从土壤PAHs总量来看,居民区最低,其次是商业区,交通干道、文教区和公园排在商业区之后,工业区的PAHs总量最多;从PAHs的空间差异来看,靠近工业区以及机动车车流量较大的地区PAHs含量较高,靠近文教区和居住区的地区PAHs含量较低;从PAHs种类来看,所有功能区样品中PAHs的组分分布状况较为一致,以四环PAHs含量最多,其次是五环PAHs和三环PAHs;参考美国EPA沉积物PAHs质量标准和治理标准,沈阳市内五区PAHs总量超过质量标准的功能区有工业区、交通干道（4个采样点,占比36.3%）、文教区（3个采样点,占比75%）和公园区（4个采样点,占比40%）,超过治理标准的功能区有工业区,公园区（1个采样点,占比10%）,文教区（1个采样点,25%）。     

TiO_2对香烟烟气中PAHs的光催化降解

利用自行组装的烟气采集装置,研究了TiO2对香烟烟气中多环芳烃(PAHs)光催化降解的效果.运用气质联用仪,对烟气中的多环芳烃进行分析,结果表明TiO2和光对多环芳烃光降解效果随环数变化有不同的变化趋势,TiO2的量是决定低环多环芳烃降解效率的主要因素;紫外辐射强度是决定高环多环芳烃降解效果的主要因素.在弱紫外辐射条件下,TiO2的量由3g增加到6g时,低环多环芳烃降解效率提高38.7%;在固定TiO2为3g时,紫外辐射强度增强1倍使高环多环芳烃降解效率提高87.2%;在强紫外辐射条件下,TiO2的使用会降低低环多环芳烃的光催化降解效率,TiO2分别为3g和6g时,低环多环芳烃降解效率分别下降76.9%和72.4%;在3gTiO2条件下,苯并[a]芘的催化降解效果最好,效率提高83.5%.     

石家庄市采暖期与非采暖期PM2.5中多环芳烃的来源解析及健康风险评价

为研究石家庄市采暖期与非采暖期大气细颗粒物（PM_2.5）中多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）的污染特征及其人群健康效应,采集了石家庄市2017年1月—2019年12月每月10—16日PM_2.5样品,使用气相色谱-质谱联用仪测定PM_2.5中优先控制的16种多环芳烃的浓度,分析采暖期与非采暖期PM_2.5中多环芳烃的污染水平及组成特征,利用特征比值法和主成分分析法对其来源进行定性判断,并采用健康风险评估模型以及预期寿命损失评估多环芳烃对人群的健康风险。结果表明:①PM_2.5及其中多环芳烃浓度平均水平在采暖期分别为106.00 μg/m3、44.17 ng/m3,非采暖期分别为73.00 μg/m3、40.17 ng/m3。16种多环芳烃中含量最高的是苯并[a]芘,其次为苯并[k]荧蒽、苯并[b]荧蒽、?。多环芳烃单体环数越高其致癌作用越强,不同环数多环芳烃单体的占比在采暖期与非采暖期有所不同;采暖期为4环>5环>2—3环>6环,非采暖期呈5环>4环>6环>2—3环的趋势。②特征比值法和主成分分析法结果显示,采暖期多环芳烃的主要来源为煤炭燃烧,非采暖期的主要来源为机动车尾气排放。③健康风险分析表明,采样期间终身致癌超额危险度和预期寿命损失均呈非采暖期>采暖期,成人>青少年>儿童。不同年龄组人群中终身致癌超额危险度值均为10?6—10?4,表明石家庄市大气PM_2.5中多环芳烃具有潜在的致癌风险。在男性儿童、青少年、成人中的预期寿命损失分别为41.18、54.72、110.42 min,在女性儿童、青少年、成人中预期寿命损失分别为42.93 、57.53、101.05 min。研究显示,石家庄市PM_2.5中多环芳烃对所有人群均具有潜在致癌风险, PM_2.5中多环芳烃通过呼吸暴露对人群造成的预期寿命损失需引起重视。      

辽河水中PAHs的污染水平及源解析

在辽河的干支流选择12个例行监测断面,分别于2007年8月和11月采集水样,分析16种US EPA（美国环保署）优控多环芳烃（PAHs）的浓度变化。结果表明：辽河丰水期16种PAHs总量的浓度范围为216—848 ng/L,平均值为430 ng/L,枯水期16种PAHs总量的浓度范围为221—1360 ng/L,平均值为660 ng/L。特征指数表明,辽河水中PAHs主要来源于燃料的高温不完全燃烧,燃烧源为机动车、煤和生物质等。     

藏东南大气中多环芳烃的污染特征及来源分析

为探究青藏高原东南部大气中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,简称PAHs)的污染、源及输送特征,利用鲁朗地区(29.77°N,94.73°E)总悬浮颗粒物(Total Suspended Particles,简称TSP)和大气中的14种PAHs含量,结合同期气象环境数据进行了综合分析。结果表明,该地区TSP中PAHs和气相的PAHs质量浓度变化范围分别为0.22～5.05 ng m^-3和0.83～63.75 ng m^-3,平均值分别为2.13 ng m^-3和11.33 ng m^-3。薪柴和柴油的燃烧是污染的主要方式,汽油燃烧等其他排放为次要方式。PAHs来自本地污染和远距离传输(Long Range Transmission,简称LRT)共同的影响。本地污染在四季各个源地均不相同。冬春季本地污染大,源在东南及正南方,夏秋季受本地和外来输送共同作用,本地源在东南方且占比小,LRT占比大。LRT受西北气流、西风气流和西南气流三支气流影响,污染严重时西南气流占主导...     

南京四季大气粗细粒子中PAHs的污染特征及来源

研究了南京2009—2010年大气粗、细粒子中PAHs(多环芳烃,Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)在四季不同的组成特征及来源。结果表明,南京细粒子中PAHs的浓度范围是19.11~131.31 ng/m~3,而粗粒子是17.77~134.85 ng/m~3。局地排放与区域传输的综合作用,使得南京不同采样点的PAHs浓度相关度较高,具有相同的污染源及污染过程。除了秋季PAHs主要分布于粗粒径段,南京大气中PAHs以细粒子为主。春、冬季分别受到了来自ENE-S和NNW-NE方向污染气团的远距离输送影响,夏季局地排放的污染物受到了西南清洁气团的稀释作用,秋季不同于其他季节,仅以局地贡献为主。源解析结果显示,不同季节PAHs来源存在差异,最主要的排放源是机动车源,其次是燃煤/焦化,秋季受较多的生物质燃烧贡献。秋季特殊的排放源贡献,以及局地贡献为主的污染形式,可能是其浓度分布不同于其他季节的根本原因。     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

Trends in Temperature Extremes in Association with Weather-Intraseasonal Fluctuations in Eastern China

Trends in the frequencies of four temperature extremes (the occurrence of warm days, cold days, warm nights and cold nights) with respect to a modulated annual cycle (MAC), and those associated exclusively with weather-intraseasonal fluctuations (WIF) in eastern China were investigated based on an updated homogenized daily maximum and minimum temperature dataset for 1960–2008. The Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method was used to isolate the WIF, MAC, and longer-term components from the temperature series. The annual, winter and summer occurrences of warm (cold) nights were found to have increased (decreased) significantly almost everywhere, while those of warm (cold) days have increased (decreased) in northern China (north of 40°N). However, the four temperature extremes associated exclusively with WIF for winter have decreased almost everywhere, while those for summer have decreased in the north but increased in the south. These characteristics agree with changes in the amplitude of WIF. In particular, winter WIF of maximum temperature tended to weaken almost everywhere, especially in eastern coastal areas (by 10%–20%); summer WIF tended to intensify in southern China by 10%–20%. It is notable that in northern China, the occurrence of warm days has increased, even where that associated with WIF has decreased significantly. This suggests that the recent increasing frequency of warm extremes is due to a considerable rise in the mean temperature level, which surpasses the effect of the weakening weather fluctuations in northern China.     

Changes in polar amplification in response to increasing warming in CMIP6

由于全球变暖,极地地区的气候经历了明显的变暖放大.在本项研究中,我们根据CMIP6模式的三种变暖情景(SSP1-2,6,SSP2-4.5和SSP5-8.5)下,极地放大变化对各个反馈机制(包括普朗克,温度递减率,云,水蒸气,反照率反馈,CO2强迫,海洋热吸收和大气热传输)的响应进行了分析.结果表明,通过用“辐射核”方法量化不同反馈机制对地表温度的增温贡献,北极放大(AA)强于南极放大(ANA),由温度递减率反馈主导,其次是反照率和普朗克反馈.此外,海洋的热吸收导致冬季比夏季有更强的极地变暖.在冬季,温度递减率反馈主导了AA大于ANA.AA和ANA的模式间差异随着全球变暖的增强而减小.     

我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估

应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟,并用地面常规观测资料及南京和安庆12h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验,计算地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向和风速等要素的多种常用统计参数;并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明:(1)MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想,但风速误差较大。温度、相对湿度、风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m·s-1,白天模拟效果优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08:00(北京时,下同)和20:00边界层内探空基本可靠,但20:00的效果比08:00好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内温度、湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化。(4)南京、安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高,常见多层逆温,MM5模式能再现近地层逆温,但有高估的倾向,且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外,敏感性试验的结果表明,模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。     

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。     

Recent advances in monsoon studies in China

This review provides a synopsis of the major progress that has been made in monsoon studies in China and to further bridge the gap between the Chinese and international meteorological community. It consists of seven major sections. After the introduction, the second section begins with the global monsoon systems and their seasonal variation, based on some new methods proposed in recent years. Besides, some major intraseasonal features of East Asian monsoon, including the onset of South China Sea summer monsoon are discussed. In the third section, we review the interactions between ENSO and the East Asian monsoon, focusing in particular on the results of Chinese meteorologists that indicate the influence of ENSO on the East Asian summer monsoon(EASM) is obviously different from that on the tropical monsoon. Besides the tropical Pacific,other ocean basins, such as the Indian Ocean and the Atlantic Ocean, are also important to the East Asian monsoon, and this topic is discussed in the fourth section. In the fifth section, we address the role of land surface processes in East Asian monsoon. For example, we describe work that has shown more snow cover in spring on the Tibetan Plateau is followed by a weakened EASM and more summer rainfall in the Yangtze River valleys. The sixth section focuses on the influence of atmospheric circulation in the Southern Hemisphere(SH) on EASM, demonstrating how the signal from the SH is likely to provide new clues for the seasonal forecasting of summer rainfall in China. Finally, in the seventh section, we concentrate on the interdecadal variations of EASM. In particular, we look at a significant interdecadal variation that occurred at the end of the 1970 s, and how our understanding of this feature could affect forecasting ability.     

Quantile Trends in Temperature Extremes in China

A number of recent studies have examined trends in extreme temperature indices using a linear regression model based on ordinary least-squares. In this study, quantile regression was, for the first time, applied to examine the trends not only in the mean but also in all parts of the distribution of several extreme temperature indices in China for the period 1960-2008. For China as a whole, the slopes in almost all the quantiles of the distribution showed a notable increase in the numbers of warm days and warm nights, and a significant decrease in the number of cool nights. These changes became much fas- ter as the quantile increased. However, although the number of cool days exhibited a significant decrease in the mean trend estimated by classical linear regression, there was no obvious trend in the upper and lower quantiles. This finding suggests that examining the trends in different parts of the distribution of the time-series is of great importance. The spatial distribution of the trend in the 90th quantile indicated that there was a pronounced increase in the numbers of warm days and warm nights, and a decrease in the number of cool nights for most of China, but especially in the northern and western parts of China, while there was no significant change for the number of cool days at almost all the stations.