1307号台风“苏力”影响期间厦门大气气溶胶中细颗粒物组成变化的特征

厦门是南亚热带海洋性季风气候,海洋雾霾和台风影响明显.本文利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)对2013年第7号台风"苏力"登陆前后期间(7月10日至7月18日)厦门上空大气气溶胶中细颗粒物进行实时在线观测,分析典型的台风极端天气对厦门大气气溶胶特征的影响.在此次研究中厦门上空气溶胶中的物质主要可分为:元素碳、有机碳、生物质燃烧、元素有机碳、含铅颗粒、含钒颗粒物、含钙颗粒物、海盐和高分子颗粒物等9类.研究结果表明台风影响过程中细颗粒组成发生明显变化具体为:台风前船舶排放的含钒颗粒物明显增多,这与台风前大量船舶驶入并停靠在厦门锚地避风有关;随后台风强气流将其他地区的污染物带入厦门,颗粒物数浓度不断升高达到最高值;强降雨的清扫作用使得大气中颗粒物的浓度迅速降低,但台风过后大气中颗粒物数浓度则迅速升高.润滑油燃烧产生的含钙和磷酸盐的颗粒物数浓度升高最为明显,表明汽车尾气仍然是厦门本地污染的重要来源.     

夏季长江口及其邻近海域挥发性卤代烃的分布和海-气通量研究

运用吹扫-捕集气相色谱法测定了2017年夏季长江口及其邻近海域海水中4种常见的挥发性卤代烃（VHCs，包括一氟三氯甲烷（CFC-11）、碘甲烷（CH₃I）、三氯甲烷（CH₃CCl₃）和四氯乙烯（C₂Cl₄））以及大气中CFC-11、CH₃I和C₂Cl₄的浓度。结果表明，表层海水中4种VHCs浓度的水平分布受长江径流输入影响强烈，整体上呈现近岸高、远海低的趋势。垂直方向上4种VHCs浓度最高值出现在10 m水层，长江口内断面的浓度整体高于口外断面的浓度。海水中VHCs的浓度分布受水文环境、生物释放和人为因素等的共同影响。相关性分析表明CH₃I与Chl a浓度不存在明显的相关性，而CFC-11与CH₃I、C₂Cl₄浓度存在显著相关性（P<0.01），表明调查海域人为源对CH₃I和C₂Cl₄的影响大于天然源。大气中CFC-11、CH₃I和C₂Cl₄的浓度分布整体上呈现近岸高、远海低的趋势。CFC-11的浓度低于全球平均值，表明我国CFC-11的排放得到了有效控制。后向轨迹分析表明来自近岸的陆源污染物的扩散和输送是调查海域大气中3种VHCs的重要来源。CFC-11、CH₃I和C₂Cl₄的海-气通量平均值分别为24.99 nmol/（m2·d）、7.80 nmol/（m2·d）、1.55 nmol/（m2·d），表明夏季长江口及其邻近海域是大气中这3种VHCs的源。     

长江口及东海海域大气气溶胶中水溶性离子的分布特征

2006年夏季、冬季和2007年春季、秋季在长江口及东海海域进行了大面积走航采样,通过离子色谱法分析了气溶胶中主要水溶性离子的质量浓度,探讨了其季节变化和海域分布.分析结果表明,K+和Ca2+季节变化显著,海域分布呈现近岸高外海低的趋势,Na+和Mg2+海域分布差异显著;NH4+-N,NO3--N和SO42--S的春、...     

珠江口海域气溶胶中重金属含量的时间变化特征及入海通量初步估算

采用2009～2011年珠江口海域获取的代表春、夏、秋、冬4个季节的240个气溶胶样品,分析重金属（Cu、Pb、Zn、ca）质量浓度和大气干沉降通量的年、季变化特征．结果表明：气溶胶中zn的质量浓度最高,其次是Pb和Cu,Cd的质量浓度最低,年平均质量浓度依次为69,2、31．2、12．6和0．58ng／m3．Cu、Pb和Zn的年平均质量浓度和入海通量表现为2009年〉2011年〉2010年．Cd的年平均质量浓度和入海通量呈现逐年递减的变化趋势．各金属质量浓度及大气干沉降通量均为秋季最高,冬春季次之,夏季最低,这种季节性差异主要与季风和雨水冲刷作用有关．气溶胶中Cu、Ph、Cd和Zn平均质量浓度的较低值出现在2010年夏季．Pb在4个季节的平均质量浓度低值均出现在2010年,平均质量浓度依次为18．9、3．8、56．7、20．2ng／m3,表明加强人为污染物排放的控制,可有效地降低气溶胶中重金属的含量,提高环境空气质量．通过评估金属元素分别从大气和河流进入珠江口海域的输入量,该海域金属物质输送入海仍以河流输入为主,但大气中Pb对该海域的输入具有重要作用．     

北黄海大气颗粒态营养元素的季节分布特征

2006年7月～2007年10月对北黄海海域大气气溶胶及其负载的营养元素在春、夏、秋、冬4个季节的浓度分布进行了调查.结果显示,大气总悬浮颗粒物(TSP)、大气颗粒态总碳、钠、钙、镁、氮和磷都呈现出明显的季节变化,但是不同元素的季节分布规律不同.TSP、总碳和氮浓度都是春冬季较高,秋季次之,夏季最低.钠的季节变化与TSP不同,为夏季>冬季>春季>秋季,水溶性钙和镁分别呈现出春季>秋季>冬季>夏季及秋季>冬季>春季>夏季的季节变化.而水溶性磷酸盐浓度夏季最高,春季次之,秋冬季浓度很低.春、夏、秋、冬4季TSP、总碳和氮在不同采样海域的分布特征类似,即在离岸较近海域采集的样品TSP浓度较高,尤其是靠近辽东半岛和山东半岛海域.钠在不同采样海域的分布与TSP完全不同.各航次内钙、镁在不同采样海域的分布特征较复杂,呈现出与TSP和钠都不尽相同的分布特征.     

利用SeaWiFS资料反演我国海域气溶胶粒子密度分布

在卫星数据反演气溶胶光学厚度产品的基础上,讨论了二次反演大气柱中气溶胶粒子密度的问题.通过理论分析,利用多波段气溶胶光学厚度提取大气柱中气溶胶粒子密度是可行的,并指出能否准确确定多波段气溶胶光学厚度会直接影响粒子密度的反演结果.定义并分析了气溶胶粒子消光体积权重系数随粒子半径的变化,表明从气溶胶光学厚度中反演大气柱中气溶胶积聚模态和粗模态粒子密度的结果是可信的.利用SeaWiFS气溶胶光学厚度产品,运用蒙特卡罗法反演了2002年我国海域上空大气柱中积聚模态和粗模态气溶胶粒子密度,结果表明,积聚模态粒子密度比粗模态的高2~3个量级,它们的空间分布趋势一致;我国近岸海域大气柱中气溶胶粒子密度高于离岸海域的;春季气溶胶粒子密度高于其他季节的,特别在黄海、东海海区是如此.     

厦门市近15年无机氮湿沉降的变化情况

为了研究厦门市大气湿沉降中的无机氮情况,分析了2000～2014年厦门市内和郊区的雨水中NO_3~--N和NH_4~+-N的浓度及其沉降通量的变化情况,并对湿沉降中无机氮对厦门近海海水生态系统的影响进行讨论。结果表明,厦门市内和郊区雨水中NO_3~--N和NH_4~+-N的浓度均为春季较高,夏季较低;高浓度无机氮在一年中出现的时间段在两个区域有差别,这可能与这两个区域的季风转换和大气混合层高度变化有关。在2000～2014年,雨水中NO_3~--N的浓度在市内总体呈下降趋势,在郊区总体呈上升趋势;NH_4~+-N浓度的年变化规律不明显。湿沉降给厦门近岸海域带来的NO_3~--N和NH_4~+-N的量分别为1056 t/a和1278 t/a,低于该区域河流输入的无机氮的量的10%,说明湿沉降不是厦门近岸海域海水中无机氮的主要来源。通过比较厦门雨水和近岸海水中的营养盐情况,发现雨水的沉降可能会促进厦门近海部分区域海水中浮游植物的生长。     

春季长江口及其邻近海域海水和大气中CH3I、CH2Br2和CHBr3的浓度分布与海-气通量

测定了2018年春季长江口及其邻近海域海水和大气中碘甲烷(Iodomethane,CH₃I)、二溴甲烷(Dibromomethane,CH₂Br₂)和溴仿(Tribromomethane,CHBr₃)的浓度,研究其在海水和大气中的浓度分布特征,探讨了环境因素对其源汇和浓度分布的影响。调查海域海水中CH₃I、CH₂Br₂和CHBr₃的浓度分别为(5.76±2.50)、(5.38±3.31)和(4.65±3.50)pmol·L^-1,总体呈现出近岸高,远岸低的趋势。调查海域CH₃I的浓度分布受浮游植物的影响显著;CH₂Br₂的分布是多种因素共同作用的结果,其中人为输入是影响CH₂Br₂浓度分布的重要因素之一;CHBr₃的浓度分布受人为输入和浮游植物产生释放的共同影响。垂直方向上,海水上下混合比较均匀,受长江冲淡水和沉积物释放的影响,CH₃I、CH₂Br₂和CHBr₃在表层和底层都观测到浓度高值。大气中CH₃I、CH₂Br₂和CHBr₃浓度分别是(1.06±0.77)、(1.72±1.22)和(1.97±2.12)pptv,总体上呈现近岸高于远岸的趋势,人为排放、海-气交换和气团活动共同影响了大气中挥发性卤代烃(Volatile halocarbons,VHCs)的浓度分布,大气中的CH₂Br₂和CHBr₃存在多种来源,不同来源之间CH₂Br₂和CHBr₃排放比率存在较大差异。CH₃I、CH₂Br₂和CHBr₃的海-气通量分别为(50.21±45.47)、(-1.76±77.43)和(-37.65±87.07)nmol·(m²·d)^-1,表明调查期间长江口及其邻近海域是CH₃I的源,同时也是CHBr₃和CH₂Br₂的汇。     

河口红树林湿地CH4通量的日变化研究

甲烷(CH₄)是大气中除CO₂外最为丰富的含碳组分,其浓度以每年0.7%-1.1%的速率递增[1,2].尽管大气CH₄含量仅为CO₂的二百分之一,但却对预计的全球变暖约有20%的贡献率,而CO₂的贡献率约为50%[3,4],由这些数据推算得一个分子的CH₄比一个分子的CO₂(目前最重要的温室气体)的增暖潜值高约80倍.很多研究者对全球大气CH₄的预算结果均表明,湿地是大气CH₄最重要的生物源[5,6],约占全球CH₄源的40%～50%[7].湿地CH₄通量的日变化研究是正确估算大时间尺度下CH₄排放量(如平均年排放量和季节排放量)的基础,因而具有相当的重要性.     

厦门海域大气气溶胶光学厚度地基观测分析及卫星遥感检验

利用设立于厦门岛西南部沿海的气溶胶地基观测站点2008年1月7日至2009年4月30日的观测资料,对厦门海域气溶胶光学厚度的每日逐时变化、逐日变化、逐月变化进行了分析研究,并利用观测结果对MODIS L2级气溶胶光学厚度(AOT)产品进行检验。结果表明,厦门海域气溶胶光学厚度每日逐时变化和逐月变化有一定的季节规律,而逐日变化随气象条件的不同有很大差异。一年中气溶胶光学厚度月平均值呈现春秋季双峰分布趋势,4月份最大,超过0.9,空气较为混浊;6月份呈现谷值,AOT小于0.3,空气相对清洁。夏季气溶胶主控粒子的粒径较大,而其余各月份的波长指数在平均值1.21附近波动,混浊系数年平均值为0.25。利用该地基观测资料对MODIS L2级AOD产品进行检验,MODIS反演的厦门海域气溶胶光学厚度逐月变化趋势和地基观测结果完全一致,表明MODIS卫星遥感气溶胶光学厚度能比较好地反映厦门海域的气溶胶季节变化特征。     

山东半岛南部近海大气气溶胶水溶性离子的化学组成

为研究陆源输入对中国近海大气气溶胶的影响,于2007年春季和秋季对山东半岛南部近海进行气溶胶采集工作.分析结果表明气溶胶水溶性离子中主要无机离子无显著的季节性变化,其中二次离子(nss-SO2-4,NO-3,NH+4)浓度最高,占总测定离子浓度的80%以上.甲磺酸离子浓度春季明显高于秋季,分别为(0.041±0.022)和(0.012±0.003 1)μg·m-3,导致生源硫酸盐对非海盐硫酸盐的贡献率分别为4.5%和1.5%;另一方面海盐源硫酸盐分别占总硫酸盐浓度的3.3%和3.9%,以上结果表明人为输入源占山东近海大气气溶胶中硫酸盐来源的主要部分.春季与秋季气溶胶中nss-SO2-4/NO-3值分别为1.43和1.34,反映出近年来中国大气中SO2/NOx呈现出下降趋势.由此可见,来自陆源的人为活动输送导致山东南部近海大气气溶胶的化学组成呈现出明显的陆源特征.     

南沙海域初级生产力与水柱垂直稳定度的关系

海洋中浮游植物利用光能吸收水体中的CO₂和营养盐合成有机物,不但为海洋食物链的运行提供物质和能量基础,而且还通过海一气界面气体交换影响着大气CO₂浓度.水柱垂直稳定度对海洋初级生产力有重要影响,对此人们早已认识,但通过实测数据分析两者定量关系的文章至今仍极为罕见.此外,南沙海域是世界最大的边缘海之一,然而有关该海域的初级生产力仅见报道过两个测站的实测数据[1].     

黄渤海气溶胶粒子数密度分布特征分析

本文利用激光气溶胶粒径谱仪随东方红2号科考船现场测量得到的冬季黄渤海上空的气溶胶粒子数密度和数密度谱,分析了2011年和2013年黄渤海气溶胶粒子平均数密度谱、黄海气溶胶数密度的经向分布以及气象条件等因素的影响。研究表明:渤海海域的直径在0.30~0.34μm和2~8μm范围内的大气气溶胶粒子数密度明显大于黄海;黄海海域气溶胶粒子数密度的经向分布有明显规律,主要呈现低纬度到高纬度逐级升高;风速是大气气溶胶的重要成因之一,风速小于12m/s时,大气气溶胶粒子数密度随风速的增大而增大。     

西北太平洋及中国东部近海秋季海洋气溶胶分布特征

2015年9月,分两个航次同时对西北太平洋及中国东部近海上空海洋气溶胶进行采集.对样品中的Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、NH~+_4、NO~-_3、SO~(2-)_4、甲基磺酸(MSA)等9种组分进行了分析,结合数理统计方法探究两个海域上空海洋气溶胶的来源.结果表明西北太平洋及中国东部近海海域气溶胶来源具有显著差异,西北太平洋海域气溶胶以海盐来源为主,中国东部近海海域则受陆源气溶胶影响较大,K~+、Ca~(2+)及二次气溶胶含量明显高于西北太平洋;此外,中国东部近海海域气溶胶中MSA含量平均值高于西北太平洋.本研究还估算了NH~+_4、NO~-_3、SO~(2-)_4在两个海域的干沉降通量,中国东部近海营养盐气溶胶干沉降通量远大于西北太平洋,营养盐的输入有利于海洋初级生产力的提高,也会促进生物来源气溶胶的产生.     

海浪对北太平洋海-气二氧化碳通量的影响

利用4种海-气界面气体传输速率公式对比研究了北太平洋气体传输速率及其CO₂通量的季节变化特征。与单纯依赖风速的算法相比, 考虑波浪影响的气体传输速率和CO₂通量在空间分布和季节变化上具有明显差异。在低纬度地区(0°～30°N), 波浪参数使气体传输速率下降, 海洋对大气CO₂的吸收减少, 而在30°N以北范围内则出现新的气体传输速率高值区, 海洋对大气的吸收增加。进一步研究了黑潮延伸体区域的气候态月平均气体传输速率和CO₂通量。结果表明, 该区域气体传输速率和CO₂通量最大值分别出现于冬季和春季, 引入波浪参数后, 虽然该区域气体传输速率和CO₂通量平均值没有明显差异, 但季节变化强度显著增强。     

渤海大气二氧化硫浓度分布及陆源输送研究

利用2005年OMI/Aura反演的大气边界层二氧化硫(SO2)垂直柱密度数据,分析了渤海大气SO2浓度分布时空变化特征,并利用FNL气象资料,运用HYSPLIT模型对渤海大气环流后向轨迹进行分析.研究表明:渤海海域大气SO2浓度随季节变化明显,在秋冬季SO2浓度比较高,在冬季高达6.187×1016 cm -2;在春...     

舟山地区春季海雾的形成和微物理结构

1985年4-5月在舟山海域对春季海雾的形成和微物理结构进行了现场观测研究.初步结论是海雾由西南或东南暖气流在冷海面上平流冷却形成,有利的天气形势有:鞍型气压场、冷锋、气压东高西低、切变线和弱低压的暖区.海雾的微物理结构因气流来向不同而有差异,可分为两类.在受陆地影响的西及西南气流中的大陆性雾,雾滴浓度较大,达48个/厘米3;雾水中含有较多的NH₄+和SO₄2-,较少的C1-相反,海洋性的东南气流中的海洋性雾,雾滴浓度较低,仅31个/厘米3,NH₄+和SO₄2-的含量少,但要C1-的含量多两类雾中,滴谱分布密度函数也是不相同的.但含水量无多大差别平均为0.10-0.15克/米3,最大值可达0.5克/米3.     

环球海洋大气气溶胶化学研究 Ⅰ.Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F的特征

利用我国“极地号”科学考察船的南极和环球科学考察,采集了太平洋、南极海域、南大西洋、印度洋及航线近岸海域大气的58个气溶胶样品,对Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F进行多元相关分析表明,气溶胶中的Na、Mg、K主要来自海洋,它们之间的比值接近其在大洋海水的平均比值;Cl和Ca在大洋上空也主要来自海水,但近岸海域大气,却明显受到陆源物质输送影响,呈现出不同的Cl/Na和Ca/Na比值;Ca、Br、F在大气中的富集,在大洋上空可能归因于海洋生物活动或海洋微表层富集作用,而在近岸大气,归因于陆源输送影响。     

长江河口淡水端溶解态无机氮磷的通量

1998年2和9月在长江河口淡水端连续观测了DIN(NO₃-,NO₂-,NH₄+),PO₄3-,流速和流向.结果表明,溶解态无机氮、磷浓度的时空变化较复杂;1998年2月NO₃-,NO₂-,NH₄+和PO₄3-的月通量分别为168241,974.4,19335和2648t,9月的月通量分别为905678,8317,5797和6281t;1998年NO₃-,NO₂-,NH₄+和PO₄3-年通量分别为497.1×104,3.911×104,10.22×104和4.155×104t.     

南海大气颗粒物数浓度(NCN)与云凝结核数浓度(NCCN)分布特征及不同来源颗粒物活化特性分析

本研究于2020年9月,在中国南海进行大气颗粒物粒径分布(PNSDs)与云凝结核数浓度(N_CCN)观测,并在剔除船舶自身排放的污染信号数据后进行了颗粒物数浓度(N_CN)、吸湿性参数(κ)与活化率(AR)计算分析。研究结果显示,南海海域N_CN范围为(0.78～34)×10³ cm^-3,计算均值为(4.1±4.0)×10³ cm^-3,与未受到明显陆源颗粒物传输影响时段下的清洁海洋背景数浓度值相比高约一个数量级。结合后向气流轨迹分析发现,南海秋季颗粒物受陆源与海洋源的共同影响,当受陆源影响为主时,气溶胶颗粒物主要来自亚欧大陆与菲律宾群岛,对应来源下的N_CN均值分别为(2.7±0.68)×10³ cm^-3与(8.3±4.9)×10³ cm^-3,在过饱和度(SS)为0.4%下,N_CCN(N_CCN0.4