金沙大气本底站反应性气体本底浓度及长距离输送的影响

对金沙大气本底站在2006年6月至2007年7月之间获得的O3,CO,NOx,SO2浓度的频率分布进行Lorentz多（单）峰曲线拟合,得到4个不同季节下不同的峰值浓度.这些峰值浓度代表着不同过程作用下的本底浓度水平.将这些峰值浓度与相应的总体平均值（中值）浓度比较,讨论了后者在代表本底浓度水平的可行性和局限性.在某些情况下,大气污染物的平均值（中值）浓度可在一定程度上代表该地区的本底浓度,但由于受污染物输送等因素的影响,总体平均值（中值）浓度往往低估或高估了本底浓度.本工作利用HYSPLIT轨迹模式计算了观测期间的气团后向轨迹,通过聚类-气体浓度关联分析法取得了各类轨迹的空间分布、季节变化特征以及对应的O3,SO2,NOx和CO平均浓度水平,并进一步通过滤掉污染物固有的季节变化,取得了不同气团来源对金沙站污染物浓度水平相对影响的信息.结果表明：金沙站可用于研究受长三角、中南地区、江汉平原及其北部地区排放影响的不同气团来源的大气本底信息;来自其南面的华中、华南地区和长三角西部地区的气团对其近地面O3的贡献显著;来自其北至东北方向的江汉平原、黄淮平原和华北平原地区,以及其南面的中南地区的气团对其SO2,CO和NOx的贡献显著;来自海洋的长距离输送气团对局地污染物起清洁作用;来自西北的长距离输送气团常带有自由大气的特征（高O3浓度,低CO,NOx浓度和相对湿度）,但却带着相对高浓度的SO2.     

华北平原固城站NO2对流层柱浓度变化特征

基于2008年9月—2010年9月河北固城生态与农业气象试验站多轴差分吸收光谱仪 (multi-axis differential optical absorption spectroscopy, MAX-DOAS) 获得的太阳散射光谱观测,反演计算该地区NO₂对流层柱浓度,分析其季节、日变化特征以及不同来源输送的影响,并与同期NO₂地面观测资料和卫星产品进行对比分析。发现固城站NO₂对流层柱浓度冬高 (5.14×1016 cm-2) 夏低 (1.28×1016 cm-2);日变化形态在四季均呈现中午低、傍晚高的特征,且冬季最明显。与北京城市区域同期的观测相比,冬季固城站观测值略低,而在春、夏季则偏低较显著。地面风玫瑰图分析显示,来自SW, SSW, NE方向及ENE方向的污染输送对其贡献最大。与地面、卫星NO₂观测的对比表明,MAX-DOAS反演的NO₂柱浓度与地面观测浓度具有一致的季节和日变化特征,卫星反演的NO₂对流层柱浓度产品在华北平原农村地区存在系统性低估。     

中国区域大气本底站近地面臭氧来源贡献及区域代表性

回顾了关于长距离输送对中国区域本底大气臭氧的影响,以及中国区域大气本底站臭氧变化及其区域代表性两方面的研究进展。来自不同污染源区O₃的长距离输送对中国区域O₃影响的研究结果分歧较大,贡献最显著的源区和受体地区也存在争议;同时,鲜有研究考虑到平流层对对流层的O₃贡献,而这部分贡献在前体物排放很少的本底地区非常重要。中国区域各大气本底观测站分别与其周围一定范围内的区域具有相同的对流层O₃柱浓度最大值月份分布,而对与人体健康密切相关的近地面O₃区域特征的分析尚未深入开展;鉴于研究方法的局限性,也尚未深入揭示形成O₃变化区域特征的复杂成因。基于现有研究进展和不足之处,如何利用全球大气化学-环流模式的示踪模拟结果,定量评估来自全球不同地区的O₃对中国本底大气O₃的影响,并进一步评估中国区域6个大气本底站近地面O₃季节变化的区域代表性,是亟待解决的科学问题。     

北京及周边地区2013年1—3月PM2.5变化特征

2013年1—3月北京及周边地区雾、霾高发,气候特征异于常年。利用2013年1—3月北京及周边地区6个地面观测站观测资料,研究PM_2.5和黑碳 (BC) 的质量浓度、区域分布特征及气象要素的影响情况。结果表明:北京及周边地区PM_2.5污染呈区域性高值、污染局地积累以及由南向北输送的特征。北京上甸子站在雾、霾与清洁期间BC与PM_2.5质量浓度的比值分别为7.1%和10.3%,雾、霾期间低于清洁期间;而河北固城站在雾、霾与清洁期间BC与PM_2.5质量浓度的比值分别为17.5%和11.9%,雾、霾期间明显高于清洁期间。二者相反的比值特征反映在清洁的下游地区雾、霾过程中二次生成的气溶胶所占比例较污染的上游地区偏高。     

大气低压模拟舱研制与初步应用

本文介绍了自主研制大气低压模拟舱基本参数及其性能测试和初步应用结果。舱体尺寸为550~600 mm,长600 mm,具备自动和手动两种气压控制方式,舱内极限低压可达21 hPa。测试表明：在抽气时舱内气压变化率平均41 hPa/s,舱内气压对数与抽气时间在量程范围内基本呈线性变化,压力响应特性曲线随着气压的降低而降低;放气时舱内气压变化率平均66 hPa/s,值在100 hPa附近达到最大且向气压的高、低两个方向减小。舱内压力响应静态点测试在10 s到1 min内为22% ~ 36%,1 ~ 10 min为36±18%。漏气率在10 min内为04 Pa/min, 实际压力控制偏差在10、20、40 min和1 h内分别为004、01、019和025 hPa。应用低压模拟舱对美国SPC 6A型臭氧探空仪在100 hPa以下泵效订正系数测量的结果与厂家提供的校准曲线对比显示结果较好,偏差在70 hPa以上泵效小于25%、35~70 hPa小于5%、20~35 hPa小于6%、20 hPa以下小于5%。低压模拟舱满足气象探空仪器检测的低压环境需求。     

西藏当雄地基紫外线指数观测研究

基于西藏当雄2009年9月—2011年8月地基紫外线指数 (UVI) 观测,结合TUV辐射传输模式分析, 该文检验太阳天顶角、云、臭氧、积雪和气溶胶对UVI的影响。结果显示,影响地面UVI主要因素是太阳天顶角和云。晴天地面UVI可简单用太阳天顶角拟合函数表征;地面UVI的云调制因子总体上随云量增加呈下降趋势,但间隙性、未遮蔽日面的云可增强太阳散射辐射,使云调制因子值平均增加约3%~6%,个别情形达40%。臭氧低谷使当雄UVI比同纬度平原地区增加约12%;冬季短期、浅层积雪使UVI增加16%或更低,也低于模式模拟值 (23%);气溶胶 (光学厚度为0.02~0.1) 对UVI衰减低于3%。因臭氧低谷导致青藏高原臭氧南北分布的差异,相同太阳天顶角下拉萨 (海拔为3650 m) UVI较瓦里关 (海拔为3810 m) 偏高7%~10%。与卫星产品比较表明:OMI卫星UVI产品在当雄、沱沱河、瓦里关和拉萨较地基测值总体偏高65%以上,而晴天则平均分别偏高8.6%,13%,9%和50%。云、地基与卫星像元地理位置差异应是卫星UVI产品偏高的原因。当雄地基UVI测值大于14时,卫星UVI产品反而低3%应与间隙性云有效增强了地面辐射有关。