全球大气CO2浓度变化特点简析

研究表明，全球CO2浓度变化有二大特点，一是北半球具有明显的季节变化，而南半球由于各纬度上的浓度变化很小，没有明显的季节变化。二是两个半球又有一个相同的特点，那就是都有较大的逐年增高的趋势，各地的平均年增长率在1．4至1．7ppmv/a之间。南北两半球相比，北半球的年平均浓度要高出4ppmv，年平均增长率也要略高一些。研究表明，大气CO2浓度的变化还具有10年左右的周期，而且与厄尔尼诺年的关系比较密切。     

150年来大气甲烷浓度的长期变化

应用作者建立的全球二维大气化学模式 ,采用 2种CH4 排放源的长期增长方案 ,同时考虑了CH4 排放源以及对OH自由基浓度有重要影响的CO和NOx 排放源的长期变化 ,模拟了CH4 和OH从 1840～ 2 0 2 0年的长期变化趋势。考虑了世界人口增长的排放源方案可以更好地模拟CH4 的长期变化 ,模拟结果表明 ,工业革命前的大气CH4 浓度和年排放总量分别为 76 0× 10 -9(V/V)和 2 80× 10 9kg ,1991年大气CH4 的浓度和年排放总量分别为16 11.9× 10 -9(V/V)和 5 33 .9× 10 9kg ,对流层OH自由基数浓度从 1840年的 7.17× 10 5分子数 /cm3 下降到 1991年的 5 .79× 10 5分子数 /cm3,降低了 19%。工业革命以来大气CH4 的增长一方面是由于CH4 排放源的增长 ,另一方面是由于大气OH浓度的下降。     

青藏高原上空甲烷的时空分布特征及其夏季高值形成机制分析

利用搭载在美国Aqua卫星上的大气红外探测仪(AIRS)观测资料反演的全球甲烷(CH_4)产品和NCEP再分析资料,分析了2003~2014年青藏高原上空CH_4的时空变化特征,探讨了夏季CH_4高值变化与季风的关系。研究结果表明:就青藏高原整体而言,CH_4浓度随高度增加递减;对流层中高层CH_4含量季节变化较为明显,其平均浓度在7~9月处于高值,6月、10月次之,其余月份处于低值。2003~2014年CH_4含量呈逐年上升趋势,年增长率约为4.66ppb(10-9)。高原上空CH_4空间分布分析显示,高原北部CH_4浓度高于南部地区。夏季风期间,随着高原上的强对流输送和上空南亚高压的阻塞,对流层中高层CH_4浓度明显增加并不断积累,在8月底至9月初出现最大值。在分析季风指数的基础上发现,夏季季风影响下的强对流输送是高原对流层中高层CH_4高值形成的主要原因之一,对流层中高层CH_4浓度最大值出现时间较季风指数的峰值滞后约半至一个月,随着夏季风的撤退,CH_4浓度高值迅速降低。     

温室效应与气候变化对农业影响研究概况

温室效应及其引起的气候变化,对于农业生产、能源结构、沿海建设和商业贸易等各个领域都有直接或间接的影响,并波及到社会的经济和政治,已越来越受到世界各国的重视。观测表明,工业革命前大气中的CO_2浓度约为275ppmv,目前比工业革命前增加了70ppmv,据预测,到2030年,大气中CO_2的浓度可达600ppmv,除CO_2外的其他温室气体,如氧化二氮、甲烷、氟里昂和臭氧,它们在大气中的浓度增加更快,把它们的温室效应换算为相当     

基于GOSAT卫星遥感的我国中部地区大气CH4时空分布

利用2013—2016年GOSAT上被动红外探测器(TANSO)官方反演的大气CH_4柱浓度,采用普通克里金插值(Ordinary Kriging)方法对GOSAT卫星数据产品进行插值预处理,并利用ArcGIS地理信息系统空间分析软件提取各省份CH_4平均浓度,分析中部地区CH_4浓度的时空分布。结果表明,由GOSAT反演的中部地区大气CH_4年均浓度由2013年的1 827.0×10~(-9)增长到2016年的1 857.9×10~(-9),其平均绝对增长率为10.3×10~(-9)/a。中部地区大气CH_4年均浓度略低于长三角地区,高于京津冀和东三省地区。中部地区大气CH_4呈现较强的季节变化特征,江西、湖南、湖北峰值出现在9月,安徽、河南、山西峰值则出现在8月,中部六省去长期趋势后的月均值均略低于长三角地区,高于京津冀和东三省地区。我国中部地区CH_4浓度高值区主要分布在江西、湖南及周边区域,低值区则集中在河南以北及山西地区。     

大气甲烷浓度长期变化及未来趋势

应用初步建立的全球二维大气化学模式,对工业革命以来甲烷的长期变化进行了模拟研究。模式将CH4、CO和NOx排放源方案进行了参数化。在考虑了CH4排放源以及对OH浓度有重要影响的CO和NOx排放源的长期变化的基础上,模拟了CH4和OH浓度自1840年到20世纪90年代的长期变化趋势。结果表明,工业革命前的大气甲烷体积分数和年排放总量分别为760×10-9和280Tg,1991年大气甲烷的体积分数和年排放总量分别为1611.9×10-9和533.9Tg。而对流层中OH的数密度则由1840年的7.17×105cm-3变化到1991年的5.79×105cm-3,下降了19%。如果CH4、CO及NOx这三种排放源继续按给定的方案增长,那么到2020年大气甲烷的体积分数和年排放总量将增加为2090.7×10-9和966.2Tg,而OH的数密度将为5.47×105cm-3,比1840年降低24%。     

西安市温室气体浓度变化规律研究

利用陕西省气象局长安大气科学实验基地(简称秦岭基地)2013年7月—2015年12月温室气体在线连续监测数据及同期气象观测数据,计算分析了两种温室气体(CO_2和CH_4)平均浓度日、月、季变化特征以及气象因素对温室气体浓度变化的影响。结果表明:(1)CO_2和CH_4平均浓度的日变化分布表现为下午低,早晨高的单峰型形态;月变化为明显的两头高中间低;(2)春、夏、秋三季大气中CO_2平均浓度日变化呈较为明显的单峰型,尤以夏季振幅最大,且全天浓度值为各季最小;而冬季CO_2全天浓度值整体高于其他三季。CH_4冬季日平均浓度最高值出现时间略滞后于其他三个季节,春夏两季变化趋势基本同步;(3)CO_2和CH_4采暖季及非采暖季的变化规律与各季节的变化规律极为相似;(4)CO_2和CH_4平均浓度随地面风速的增加而降低,冬季随地面风速的增加降低幅度最小,白天随风速下降的幅度大于夜间;气温越高,CO_2的降低幅度越大,而CH_4则随着气温的升高出现先增加后降低的趋势。     

中国4个国家级野外站大气CH4本底浓度变化特征

CH4是仅次于CO2的重要温室气体。2006年9月至2008年8月期间,按全球大气本底观测要求,在青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山4个国家级野外站开展每周一次空气样品flask瓶采样分析,获得了该地区为期2 a的大气CH4本底浓度资料。结果表明,2 a间瓦里关、上甸子、临安和龙凤山4站CH4浓度年均增幅分别为9.1×10-9、3.8×10-9、21.8×10-9和8.2×10-9;瓦里关站大气CH4浓度增长趋势与全球平均状况较为接近,能较好地反映北半球中高纬度内陆地区大气本底特征;但上甸子站年均本底值相对较低且季振幅偏小,而龙凤山和临安站季节变化规律相似,表现为CH4浓度冬季高而夏季偏低且季振幅较大。     

中国CH_4排放量的估算

1987—1989年用自动连续采样分析设备对杭州地区的稻田CH_4排放进行了三年连续观测,1988—1990年用定期采样、分析方法对四川乐山地区的稻田CH_4排放进行了三年观测.发现稻田CH_4排放率有很大的日变化、季节变化和年际变化,这些变化主要是由土壤特性、水稻生长状况以及气象条件的变化造成的.不同地区稻田CH_4排放率差别很大,变化规律也不同,这种差别主要是由土壤特性,水稻品种及气候条件的差别造成的.根据现有观测资料,估计中国稻田CH_4年排放总量为17×10~(12)g.对沼气池的CH_4泄漏进行了三年系统观测研究,发现沼气池泄漏变化范围很大,但泄漏量总起来都很小,中国1000万个沼气池不构成大气CH_4的重要源.根据沼气池的泄漏估计了农村堆肥的CH_4排放量为3.2×10~(12)g/a;根据城市、稻田附近和沙漠地区大气CH_4浓度的测量结果推算了城市CH_4排放量;根据反刍动物消耗食物总量估计了反刍家畜的CH_4排放量;根据瓦斯排放资料估计了煤矿CH_4排放量;根据文献资料估计了中国天然湿地的CH_4排放量.最后估计了中国各种源的CH_4排放总量及未来变化趋势.1988年中国CH_4排放总量为40×10~(12)g,其中一半以上来自稻田.2000年中国CH_4排放总量可达45×10~(12)g,主要是反刍动物和煤矿排放量增加.     

全球温室效应——经济上的影响和政策上要考虑的问题

虽然目前有关因大气中CO_2和痕量气体的累积而引起所谓“温室效应”的论据尚不充足,但人们对这一问题正日益关注。大多数科学家似乎同意现在每年燃烧矿物燃料释放的碳量约为50—52亿吨,热带土地使用的变化是至少4—16亿吨碳的净来源(森林砍伐占3—13亿吨,土地有机质的减少占1—3亿吨)。可能有1亿吨碳是从石灰窑内释放的,0—1亿吨是因非热带生态系统中土地使用的变化释放的。这表明每年碳的排放总量可能达55—70亿吨。结果,大气中的CO_2浓度已从前工业期(约1750年)的280 ppmv(百万分体积比)按指数增加到1958年的约315 ppmv和1985年的约346 ppmv。一个有关碳释放量上限的构想提出,到下个世纪中叶CO_2浓度可能达到前工业期水平的2倍,而一个有关     

Thunder Events in China: 1980-2008

Using data collected at 517 weather stations in contiguous China over the period 1980-2008,characteristics of thunder events have been investigated.These characteristics include geographical distribution,interdecadal variation,annual variation,and seasonal variation.The areas with the highest frequencies of thunder events are located in the central Tibetan Plateau,Yunnan,Guangxi,and Guangdong.The annual number of thunder days increases from northern to southern China.But the frequency of thunder events over mountains and plateaus is much higher than the frequency of events over plains in the same latitude.The interdecadal variation of events shows that the frequency of thunder occurrences was highest during the 1980s,decreased during the 1990s,and increased slightly afterwards.Thunder occurrences vary with the season,northward in May and retreating southward in September.     

Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系

利用最新的NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及ECMWF的逐月多层臭氧质量混合资料,通过定义Hadley环流上升支强度指数(HAI),用质量流函数的方法研究了纬圈平均Hadley环流上升支的演变特征及其与低纬地区不同层次大气臭氧变化的关系。结果表明,①冬季和夏季HAI较大,最大值出现在2月和8月,春、秋季HAI较小,最小值出现在5月和11月;Hadley环流上升支的位置随季节和强度变化;冬季Hadley环流上升支所跨纬度最宽,夏季最窄。②各季节代表月份的HAI具有一定的年代际特征,即1月、4月具有负距平-相持-正距平的年代际特征,线性增强趋势明显;7月、10月则表现为距平的正-负-正变化,但7月HAI在2012年以后有明显减弱趋势。总体上各季节HAI从1990年代中后期开始逐渐增强。③除春季外,Hadley环流上升支对低纬对流层臭氧的动力输送作用显著,Hadley环流上升运动越强,上升支所对应纬度带对流层臭氧浓度越低,南北两个下沉区对流层臭氧浓度越高。④ HAI表现为强指数年时,低纬对流层臭氧整体表现为增加,平流层中下部臭氧减少,体现出彼此的长期综合影响。      

庐山云雾水化学组分的某些特征

在庐山电视台采集的云雾水与同时段、同一地点采集的雨水相比,除Cl~-外各种离子浓度前者明显高些,pH值也较高。云雾水和地面同时段雨水相比较,云雾水中NO~-_3,SO~-_4,NH~+_4,Ca~(++),F~-及Mg~(++)等离子浓度也较高,但云雾水和雨水二者比值较小,云雾水的pH值也较高。云雾水中离子浓度和上风向污染源关系密切,其主要通过气溶胶的输送从而影响云雾水成份。有雨情况下云雾水中的离子浓度随时间推移而逐渐减少。     

20th-CENTURY CHANGES OF TEMPERATURE IN THE MOUNTAIN REGIONS OF CENTRAL EUROPE

Daily maximum and minimum temperatures from 29 low-lying and mountain stations of 7 countries in Central Europe were analyzed. The analysis of the annual variation of diurnal temperature range helps to distinguish unique climatic characteristics of high and low altitude stations. A comparison of the time series of extreme daily temperatures as well as mean temperature shows a good agreement between the low-lying stations and the mountain stations. Many of the pronounced warm and cold periods are present in all time series and are therefore representative for the whole region. A linear trend analysis of the station data for the period 1901–1990 (19 stations) and 1951–1990 (all 29 stations) shows spatial patterns of similar changes in maximum and minimum daily temperatures and diurnal temperature range. Mountain stations show only small changes of the diurnal temperature range over the 1901–1990 period, whereas the low-lying stations in the western part of the Alps show a significant decrease of diurnal temperature range, caused by strong increase of the minimum temperature. For the shorter period 1951–1990, the diurnal temperature range decreases at the western low-lying stations, mainly in spring, whereas it remains roughly constant at the mountain stations. The decrease of diurnal temperature range is stronger in the western part than in the eastern part of the Alps.     

1997/1998年青藏高原西部地区辐射平衡各分量变化特征

利用中日亚洲季风机制研究计划1997年9月~1998年10月在青藏高原西部改则和狮泉河2个站点自动气象站辐射平衡的观测资料,分析了高原西部2个地区辐射平衡各分量在不同季节的季节平均日变化和年变化特征,并且还与1979年5~8月第一次青藏高原气象科学实验的辐射观测资料和1982,1983年青藏高原辐射平衡观测实验的结果进行了比较分析。结果发现:高原西部辐射平衡各分量的变化不仅有季节之间和年际的差异,高原西部的不同地区之间的变化也有较大的差异:(1)总辐射在春夏两季相差很小,改则春季(3~5月平均)日变化的极大值甚至比夏季(6~8月平均)还大;(2)地表反照率的年际变化及两地之间的差异均可能较大;(3)大气逆辐射日变化、年变化特征与其他辐射分量明显不同,其日变化、年变化的位相均晚于其他分量;(4)两地之间地面辐射平衡的年变化似乎有一个位相差,改则的月平均最大值和最小值均较狮泉河晚了约1个月,因此从冬季到夏季的大部分时间里,改则的地面辐射平衡是小于狮泉河的,而在从夏季到冬季的大部分时间里,改则是大于狮泉河的。     

THE PHYSICAL STRUCTURE OF THE WINTER FOG IN CHONGQING METROPOLITAN AREA AND ITS FORMATION PROCESS

Chongqing is a very famous foggy metropolitan in China.The Chongqing Fog Experiment Group carried out com-prehensive experiments on a large and extensive scale in the Chongqing urban area from 15 December 1989 to 15 Janua-ry 1990.And several items were further observed from 7 December 1990 to 7 January 1991.Based on the analysis of theobservational data,some important characteristics of the Chongqing winter fog and the boundary layer structure havebeen revealed.It is found that such factors as topography,mountain wind,rivers,the urban heat island and airpollution,all contribute to the formation of the Chongqing fog in addition to the radiation conditions.     

大地形对Rossby波波射线的影响

本文利用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法计算了大地形对定常、非定常低频Ｒｏｓｓｂｙ波波射线的影响，计算结果显示，地形对Ｒｏｓｓｂｙ波波射线有重要影响。对位于地形上游的波源，定常波波射线在传播过程中，遇到地形时，会绕过地形偏向高纬度传播并加密波射线，地形起阻挡屏障作用；波源位于地形中心时，东西走向的地形使波射线发生分支现象，南北走向地形没有这种现象产生。文中还计算了地形存在下，周期为５０ｄ的低频Ｒｏｓｓｂｙ波波射线。结果显示，地形对低频波波射线的影响似乎更复杂。     

太阳散射辐射的分光测量及其能量分配

近十余年来，国内外不少学者先后研究了散射辐射与总辐射的关系［１－６］，建立了各种计算散射辐射的经验公式，但有关分光散射辐射分量的测量和研究为数甚少。为此，我们于１９８９－１９９０年在北京对３００－２８００ｎｍ光谱范围内的７个波段的散射分量进行测量，并研究了各分量与全谱段散射总量间的定量关系。     

青藏高原OLR场的气候特征

青藏高原OLR明显偏低。季节变化特点是1月到5月不断增值，3－5月增值迅速。5－8月高原北部继续增值，但南部云量增多，出现了低值区。低值区5月份在喜马拉雅山南侧，然后自东南向西北扩展，越过喜马拉雅山，7月低值轴线到达31°N附件；8月开始自西北向东南撒；9月退到喜马拉雅山南侧；10月开始下降，西北部下降迅速，东南部下降缓慢。年变化曲线特点是：高原北部为单峰型，最高值出现在8月；南部为双峰型，高值分别出现在5月和10月，低值出现在7月。     

THE IMPACT OF MOUNTAIN TO BASIN WINDS ON THE DIURNAL VARIATION IN FOG OVER THE SICHUAN BASIN, CHINA

There is an increased demand for the accurate prediction of fog events in the Sichuan Basin (SCB) using numerical methods. A dense fog event that occurred over the SCB on 22 December 2016 was investigated. The results show that this dense fog event was influenced by the southwest of a low pressure with a weak horizontal pressure gradient and high relative humidity. This fog event showed typical diurnal variations. The fog began to form at 1800 UTC on 21 December 2016 (0200 local standard time on 22 December 2016) and dissipated at 0600 UTC on 22 December 2016 (1400 local standard time on 22 December 2016). The Weather Research and Forecasting model was able to partially reproduce the main features of this fog event and the diurnal variation in the local mountain to basin winds. The simulated horizontal visibility and liquid water content were used to characterize the fog. The mountain to basin winds had an important role in the diurnal variation of the fog event. The positive feedback mechanism between the fog and mountain to basin winds was good for the formation and maintain of the fog during the night. During the day, the mountain to basin wind displayed a transition from downslope flows to upslope flows. Water vapor evaporated easily from the warm, strong upslope winds, which resulted in the dissipation of fog during the day. The topography surrounding the SCB favored the lifting and condensation of air parcels in the lower troposphere as a result of the low height of the lifting condensation level.