植物挥发性有机物的气候与环境效应研究进展

植物挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs)是大气中挥发性有机化合物(VOCs)的主要组分,具有重要的气候与环境效应。在梳理和总结既有研究成果的基础上,立足于BVOCs的大气化学过程,阐述了BVOCs不同组分的化学反应过程及其在大气臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)污染形成中的作用,指出了BVOCs在O_3和SOA污染形成中的重要性,以及BVOCs影响地球气候的2种主要途径:1通过形成SOA以气溶胶的形式影响地球大气辐射平衡;2参与地球碳循环,影响CH_4和CO等温室气体的寿命。进而,分别总结了BVOCs通过上述2个途径对地球气候影响的研究成果;阐述了BVOCs观测技术的现状与排放量估算模型的发展历程,分析了模型的优缺点与模型间的传承关系及其与气候系统模式耦合的现状。同时展望了BVOCs气候与环境效应亟需深入研究的问题,包括BVOCs氧化机制、产物的理化性质、耦合BVOCs排放及大气化学过程的地球系统模式研制等。     

人类活动对大气臭氧层的影响

近些年来,南极地区、北极上空和其他中纬度地区都出现了不同程度的臭氧层耗损现象,人类活动引起的大气臭氧损耗日益得到大家的关注。从飞机排放氮氧化物对大气臭氧的影响,以及臭氧对人类排放的氮氧化物和氯化物潜在的非线性响应等方面简述人类活动对大气臭氧层的影响。     

大气氧化态活性氮循环与稳定同位素过程：问题与展望

大气中氧化态活性氮主要包括氮氧化物(NOX=NO+NO2)和硝酸等。NOX的循环过程会影响臭氧和羟基自由基的浓度,进而影响大气氧化能力。NOX的氧化终端产物硝酸是颗粒污染物的重要组成部分,其干湿沉降过程会对生态系统产生影响。氮稳定同位素(δ15N)在大气活性氮循环,示踪区域和全球活性氮排放、传输和沉降等研究方面都展现出了一定的潜力。回顾目前用δ15N研究NOX排放和大气活性氮循环的现状,从NOX的产生机制和收集分析方法等方面讨论NOX源δ15N数据的不确定性及原因,分析NOX和硝酸在大气转化和传输过程中氮同位素的分馏效应和影响等,最后讨论用δ15N示踪NOX排放的可能性和问题。虽然目前用δ15N量化示踪排放源还存在比较大的不确定性,但是δ15N可以有效地示踪大气活性氮循环和转化过程。在此基础上,有望利用大气化学传输模型,结合同位素观测数据和分馏机制,对区域和全球大气活性氮循环过程中的同位素效应进行综合评估,提高用δ15N研究大气氧化态活性氮来源以及循环的准确性和可靠性。     

黑碳气溶胶研究进展Ⅰ：排放、清除和浓度

黑碳气溶胶是近几年非常活跃的一个研究课题，因为黑碳气溶胶吸收太阳和地球大气的辐射，对全球气候变暖有重要的影响。中国黑碳气溶胶的排放和浓度比同纬度的高，在全球气候变暖的大背景下，中国黑碳气溶胶一直受到国外的关注。综述了国内外黑碳气溶胶研究的最新进展，受篇幅的限制，文章分两篇，第一篇是黑碳气溶胶的排放、清除和浓度，第二篇是黑碳气溶胶的气候效应和拓展的研究领域。从黑碳排放的估算和大气浓度的测量方法进行描述，列出有关的测量结果，对黑碳气溶胶的排放和大气浓度进行国内外的初步比较分析。还对黑碳气溶胶排放和浓度测量误差进行了讨论，并对今后黑碳气溶胶研究提出了几点建议。     

工业革命以来青藏高原与南极冰芯高分辨率甲烷记录对比研究

自工业革命以来全球大气CH4含量呈快速的增长趋势, 但达索普冰芯记录所显示的北半球中低纬度地区大气CH4增长的启动时间要晚于极地冰芯记录近100 a. 由于受北半球人类活动CH4排放、CH4在大气中的寿命及大气中CH4的传输等过程的影响, 最近150 a以来, 中低纬度大气CH4与南极大气CH4含量在不同的时段表现出不同的净积累量和增长速率, 且20世纪两次世界大战期间达索普冰芯记录明确显示出人类活动排放的减缓使大气CH4呈负增长. 对比研究认为, 到20世纪中叶人类活动的甲烷排放已达到极高值, 中低纬度大气中CH4增长率及年积累逐步趋于平稳且略有降低. 可以认定, 工业革命以来中低纬度地区大气CH4与南极大气CH4含量的变化在不同的时段在受控于人类活动影响的同时, CH4在大气中的行为和传输过程以及东亚中低纬度季风气候的影响决定了两地之间大气CH4含量变化存在显著的差异.     

大气沉降对海洋初级生产过程与氮循环的影响研究进展

大气沉降通过为海洋提供外源性氮、磷和铁等微量元素,可显著影响海洋氮、碳循环过程,并产生气候效应。一方面促进海洋初级生产和生物固氮,增强海洋吸收二氧化碳的能力;另一方面影响海洋氮、碳循环路径,增加海洋生物源气溶胶排放量,间接影响气候变化。由于大气沉降对海洋生态系统及气候变化的重要影响,相关科学问题已成为海洋科学与大气科学交叉研究的热点,被多个国际研究计划列为核心研究内容。在大气污染物排放持续增加与沙尘事件频发的背景下,大气沉降对我国东部陆架海(黄海、东海)及其邻近西北太平洋碳、氮循环过程的影响日趋增强,因此该海区已成为大气沉降及其气候影响研究的代表性海域。结合分子生物学和实验生态学手段理解大气沉降影响下的海洋初级生产过程,利用同位素示踪技术研究大气沉降对海洋氮循环的影响,以及获得大气沉降影响下海洋生物源气溶胶排放的观测证据将是未来研究的重点方向。     

对流层大气氧化性研究进展

对流层大气氧化性是对流层大气自我清洁能力的一个重要指标,对流层中大多数痕量气体都是通过氧化过程清除的.回顾近半个世纪以来对流层大气氧化性的研究历史,对流层大气氧化性的研究无论是从测量技术还是模式研究方面都已取得了一定的进展.工业革命以来,由于人类活动的影响,CO、NOx和碳氢化合物等大气污染物排放增多,使得全球对流层大气OH浓度呈下降趋势,未来对流层大气氧化性的变化很大程度上也取决于这些气体的排放情况.利用全球三维大气化学传输模式MOZART研究中国地区对流层大气OH自由基的分布和变化趋势表明,与全球OH自由基变化趋势不同,近10年来中国东部地区OH自由基浓度趋于增加.未来对流层大气氧化性研究的关键问题仍是OH自由基测量技术的提高问题,OH自由基观测结果是完善对流层光化学机制和改进大气化学模式的先决条件.     

大气有机污染分析和评价：Ⅱ.几种常见有机污染源及其评价

收集了以ＷｏｌｆｇａｎｇＦＲｏｇｇｅ博士研究工作为主的文献，对几种常见大气有机污染源进行了讨论，列出了由不同污染源所排放的可辨别有机合物的类别、含量以及用于定量分析和评价的示踪化合物。     

大气降尘TEM观察及其环境矿物学意义

在X射线衍射等分析研究基础上，进一步用透射电镜对半封闭室内长期沉积的大气降尘进行观察，提供了合肥地区大气降尘物相组成和各种物相形貌特征信息，揭示合肥地区大气污染物来源占第1位的是地表扬尘，以粘土矿物为标志；占第2位的是来源于大气化学次生气溶胶，主要和SO2、CO2、NOx等气态污染物排放有关，以石膏、碳酸盐和易溶盐类为标志；占第3位的是来源于汽车尾气排放的烟尘，以炭球为标志；占第4位的是来源于燃煤烟尘排放，以球形玻璃珠为特征。TEM调查不仅为合肥地区大气气溶胶颗粒成因、城市大气污染物来源和污染控制对策提供准确资料和依据，而且为确定大气颗粒物来源提供了有效研究方法和物源判别标志。     

大气甲烷浓度变化的源汇因素模拟研究进展

从甲烷大气化学过程、传输模式和反向模拟机理等方面综述了大气甲烷浓度变化及其源汇研究的主要进展及存在的问题。基于数据同化算法的反向模拟能有效降低全球及国家尺度甲烷排放估计的不确定性。但在具体的算法实施中,先验的甲烷排放估计和地面站大气甲烷浓度测定的不确定性量化仍然主要是经验性的,缺乏严格和系统性的量化算法。相对于有限的地面站测定,基于卫星平台的大气甲烷浓度变化监测数据极大地提高了数据的空间覆盖度,进一步促进了反向模拟的应用。当前的反向模拟研究在全球尺度上确认了自然湿地甲烷排放对大气甲烷浓度年际波动的决定性作用;在国家尺度上,反向模拟在国家温室气体清单的"可核查"方面也有广泛的应用前景。     

粉尘释放和沉积机制的研究进展

风蚀地表释放的粉尘气溶胶在其输送和沉积过程中产生的直接和间接环境效应促进了对其释放和沉积机制的研究.随着土壤风蚀研究的发展,对粉尘释放机制有了较为深入地研究,从简单的经验方程模型发展到目前考虑粉尘释放微观过程的具有清晰物理机制的释放模型,并在大尺度沙尘预报研究中得到了广泛应用.粉尘沉积主要集中于对干沉积和云下清除过程的研究,而对云内清除过程认识不足.简要回顾了粉尘释放和沉积机制研究的发展历史,系统地评述了研究的现状,提出了粉尘释放和沉积模拟研究中存在的问题和今后的发展趋势.     

微藻应用于煤炭烟气减排的研究进展

长久以来,我国因煤炭燃烧产生的大量CO2、SO2、NOx、烟尘等对生态环境造成了严重危害,煤炭烟气的减排也愈来愈受到重视,利用微藻进行烟气减排正逐渐成为研究热点。主要介绍了微藻固碳和减排生理机制等相关理论基础,阐述了微藻藻种筛选驯化、光生物反应器等减排关键技术研究进展,阐述了国内外微藻煤炭烟气减排应用现状,探讨了微藻烟...     

声发射Kaiser效应在地应力测量中的应用现状

对近20年来岩石声发射测量地应力的研究现状进行了分析,介绍了声发射的原理和机理及试样的空间定位方法。利用弹性力学原理推导了声发射方法测定地应力的空间6向和4向的计算过程,对应有两种常用的取样方式。系统地阐述了影响声发射地应力测量的因素、Kaiser点的确定方法以及信噪处理技术,简单介绍了不同于传统利用声发射测量地应力的另外两种方法。对声发射测量地应力中存在的问题和研究趋势进行了分析。      

Thermodynamic and environmental consideration of advanced gas turbine cycles with reheat and recuperator

The role of gas turbine power plants in electrical energy production has been considerably increased in the last two to three decades. Various methods have been proposed to improve the performance of gas turbine cycles. In this research, two methods, a reheat cycle and a cycle with a reheat and a recuperator, were investigated and compared with a simple cycle. The main objective of this paper is to study the performance of an simple cycle and reheat cycle under actual conditions. In this regard, all processes are treated as actual, and in particular a relatively simple and reliable approach is used to predict the amount of cooling air. The results obtained on the basis of a model developed for this research show that reheating in the context of a realistic study may lead to an improvement both in efficiency and in specific net work using recuperator cause to decrease NOx emission.     

石油类污染物在土壤中的吸附/解吸机理研究及展望

石油类污染物在土壤中的吸附与解吸研究是目前土壤学及环境科学研究的重要领域,石油类污染物在土壤中的吸附/解吸影响因素、机理及研究方法已有大量研究,但由于吸附/解吸传统研究方法受各种参数的限制,对影响因素、吸附模式、机理的研究难以进一步深入,多种影响因素之间的相互作用也是一个重要的研究方向;石油类污染物的吸附模式随着吸附方式的不同而适用于不同土壤的吸附,而用SPE技术可以从分子水平来认识吸附/解吸的本质。同时本文提出了石油类污染物在土壤中吸附/解吸机理研究中存在的问题,并展望未来的发展趋势。     

Progress on Process and Mechanism of Sand and Dust Emission on Gobi

Gobi is one of the most important landscapes in northwest China, and it is also one of the dust sources in north China and even in central Asia. Based on the different land surface characteristics on the gobi surface, sand and dust emission process and mechanism are obviously different with other landscapes, such as sandy desert. Dust emission process and mechanism on the gobi surface were analyzed in this paper. Wind power system, geomorphology pattern and underlying characteristics were considered for their effect on the sand and dust emission process. Then, the mechanism of land surface characteristics on threshold wind velocity was analyzed. Finally, based on the previous studies on dust emission and mechanism, and in combination with the regional and global requirement, we suggested that the land surface characteristics parameterization, identification of the dust sources and sediment emission mechanism should be the main issues in the future gobi sand and dust research.     

岩质边坡声发射特征及失稳预报判据研究

在分析岩质边坡失稳过程中岩体力学性质和声发射产生的微观机理基础上,通过岩石声发射试验和岩质边坡声发射监测实例,研究了岩质边坡声发射特征,提出了岩质边坡失稳破坏的基本力学分类及其声发射的监测预报方法和判据,实现对岩质边坡失稳的预测预报。研究结果表明,边坡破坏前存在一次或多次声发射高峰。应用AE技术可以确定边坡在变形过程中应力集中活跃区;以抗滑力减小为主的岩质边坡,其失稳预报判据为大事件率在15次/ min以上,预报时间为几分钟至数小时。以下滑力增大为主的岩质边坡失稳的预报判据为大事件率在26次/ min以上,破坏时间为第一次声发射峰值期后的30～45 d。     

地幔流体研究进展

介绍了在地幔流体的成分、源区、形成机制、运移方式和分异模式以及地幔流体与地幔交代作用、岩浆作用和成矿作用的关系等方面研究的一些新进展 ,总结了地幔流体的研究途径和方法的一些新突破 ,并指出了今后的重点研究方向。     

非贯通节理岩体直剪试验研究进展

基于典型的直剪试验,国内外学者提出了非贯通节理岩体贯通破坏机理,并建立了相应的强度准则,如Jennings方法,即加权平均强度理论和强度准则、Lajtai岩桥破坏理论和强度准则、断裂力学的II型破坏理论和强度准则,拉剪复合破坏和强度准则。然而,非贯通节理岩体破坏机理目前还没有完全弄清楚,已建立的强度准则所包含的重要参数还需深入研究,如：如节理面的传压系数、传剪系数、弱化了的岩桥内摩擦力和内摩擦角等;非贯通节理岩体节理闭合和剪切的本构关系有待建立;不共面非贯通节理岩体全过程最大抗剪强度需进一步研究。伺服直剪试验机、静态应变测试仪、声发射仪、X射线测量等无损检测技术能够为进一步研究非贯通节理岩体的破坏机理,提出新的理论和建立新的强度准则提供强有力的技术支持。