中国大陆黑碳气溶胶排放清单

通过汇总基础数据,计算了中国大陆2000年高时空分辨率的黑碳排放源清单。基础数据主要来源于政府部门,包括社会－经济数据、化石燃料和生物质燃料消耗数据等,绝大部分为县级水平。一些新的、中国特有的排放因子也在计算中被使用,计算出的全国和各地区的排放量使用了0.2°×0.2°经纬度网格来显示。计算的黑碳总排放量为149.94万t,主要由燃煤和燃烧生物质所致。这一排放结果比以前的清单要高,主要是因为乡镇企业和农村居民燃煤的排放量以前被低估了。东部地区的排放量比西部地区要大。黑碳的排放具有较强的季节性,1月和12月的排放量最大,7月和8月排放量较小;排放的季节性主要是由居民采暖的季节性所致。     

2013~2017年气象条件变化对中国重点地区PM2.5质量浓度下降的影响

2013~2017年中国出台《大气污染防治行动计划》(简称"大气十条"),实施了系列污染减排措施,重点地区PM2.5质量浓度下降明显,这其中气象条件变化起到了多大作用,是政府和公众特别关心的问题.文章主要基于各类气象要素观测、诊断、结合污染-气象条件指数等对PM2.5污染影响的深入分析,发现"大气十条"实施后的2014~2015年中国重点地区气象条件相较2013年变差, 2016和2017年气象条件相较转好.但在京津冀地区2017年相较2013年PM2.5质量浓度下降的39.6%中,仅有~5%(约占总PM2.5降幅的13%)是来自气象条件转好的贡献;在长三角地区下降的34.3%中,有~7%(约占总PM2.5降幅的20%)是来自气象条件转好的贡献,由于气象条件改善程度明显低于此区域观测到的PM2.5降幅,显示出"大气十条"实施五年减排仍然发挥了PM2.5污染改善的主导作用,天气和气候变化因素虽有影响但没有起到控制性作用(文章是用PLAM指数来量化气象条件变好或变差的).在珠三角地区,气象条件对2017年相较2013年的年均PM2.5浓度下降影响较弱,下降成效也主要来自减排的贡献. 2017年冬季气象条件在京津冀和长三角区域相较2013年分别转好约20%和30%,在两区域冬季PM2.5分别约40.2%和38.2%的降幅中起到了明显的"助推"作用.京津冀区域2016年冬季气象条件好于2017年冬季约14%,但2017年冬季PM2.5降幅仍大于2016年,显示出2017年更大力度的减排措施发挥了重要作用;在北京冬季持续性重污染期间选择气象条件相同的过程对比,也发现因减排导致的PM2.5下降幅度逐年增加,特别是2016和2017年下降的PM2.5浓度幅度更为明显,表明"大气十条"实施5年后空气质量改善的根本原因还是在于各项控制措施取得了实质性进展,特别是2017年冬季污染物排放量得到了有效削减.中国大气PM2.5持续性重污染主要发生在冬季,冬季京津冀地区仅因气象条件不利就会导致PM2.5浓度较其他季节上升约40~100%,这与冬季到达地面的太阳辐射下降有关,与中国华北冬季受青藏高原大地形"背风坡"效应所导致的下沉气流和"弱风效应"有关,与气候变暖导致的区域边界层结构日趋稳定有关.重污染形成是因为区域出现停滞-静稳的形势,高空环流型主要可分为平直西风和高压脊型,污染形成后不断累积的PM2.5污染还会进一步导致边界层气象条件转差、转差气象条件的反馈作用控制了PM2.5的"爆发性增长"现象,形成显著的不利气象条件与PM2.5累积之间的双向反馈.这些表明在中国现今大气气溶胶污染程度仍然居高的情况下,不利气象条件是持续性重污染形成、累积的必要外部条件.在重污染形成初期大幅降低区域污染排放,是消除和减少持续性重污染事件的关键手段.即使在有利气象条件下,也不宜无限制地允许排放,因为当污染累积到一定程度后会显著改变边界层气象条件、会"关闭"污染扩散的"气象通道".     

定量评价中国北方粉尘源区地表覆盖类型对表土风蚀强度的影响

根据中国北方不同地表覆盖类型下表土的微团粒粒度分布和粗糙度长度参数,应用DPM模型分别计算了高草覆盖下、低草覆盖下、开垦耕地、砂砾质戈壁、砾质戈壁和裸露沙地在不同摩擦速度时的跃移通量。结果表明,裸露的粉细砂和细砂的跃移通量分别是砂砾质戈壁的几十倍;只有在极高风速条件下低草和高草覆盖下的砾质砂地才出现风蚀,其跃移通量与前面几种覆盖类型存在着1—2个数量级的差异。不同覆盖条件下地表可蚀性组分粒度分布和粗糙度长度的差异是造成风蚀强度差异的主要原因。在此基础上。从风蚀机制讨论了中国北方第四纪粉尘和现代粉尘的主要源区。     

北京PM1中的化学组成及其控制对策思考

通过分析北京城区2007年夏季和秋季、2008年冬季和春季4个季节PM₁中硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机物和黑碳等气溶胶化学组成,结合对我国及全球主要区域PM₁₀中上述气溶胶组分及矿物气溶胶组成的评估,发现因受干旱区产生的沙尘和城市逸散性粉尘的共同影响,整个亚洲大陆,尤其是我国的矿物气溶胶浓度与欧美国家城市区域气溶胶总和的平均值相当或更高。我国在重视控制PM_2.5等细粒子污染的同时,不应忽视对PM_2.5~PM₁₀之间粗粒子的控制力度;北京城区春、夏、秋、冬的PM₁平均质量浓度分别约为94,74,66 μg·m-3和91 μg·m-3,全年平均约为81 μg·m-3,其中有机物气溶胶约占41%,硫酸盐占16%,硝酸盐占13%,铵盐占8%,黑碳和氯化物分别占11%和3%,细矿物气溶胶约贡献7%。对于PM_2.5污染的控制,关键是消减PM₁中主要气溶胶粒子的排放与转化,其中对有机物的控制更为重要,尽管对于北京而言进一步污染控制的难度已经很大。从科学上来说,即使我国的控制措施能百分之百实现,也很难稳定地达到欧美国家的空气质量水平,因为我国本底矿物气溶胶的浓度较高。应进一步评估各项控制措施的适用性,并制定考虑我国人群健康状况的PM_2.5空气质量标准。     

Aerosol optical properties and its radiative forcing over Yulin,China in 2001 and 2002

The aerosol optical properties and direct radiative forcing over the Mu Us desert of northern China, acquired through a CE318 sunphotometer of the ground-based Aerosol Robotic Network (AERONET), are analyzed. The seasonal variations in the aerosol optical properties are examined. The effect of meteorological elements (pressure, temperature, water vapor pressure, relative humidity and wind speed) on the aerosol optical properties is also studied. Then, the sources and optical properties under two different cases, a dust event and a pollution event, are compared. The results show that the high aerosol optical depth (AOD) found in Yulin was mostly attributed to the occurrence of dust events in spring from the Mu Us desert and deserts of West China and Mongolia, as well as the impacts of anthropogenic pollutant particles from the middle part of China in the other seasons. The seasonal variation and the probability distribution of the radiative forcing and the radiative forcing efficiency at the surface and the top of the atmosphere are analyzed and regressed using the linear and Gaussian regression methods.     

2003年秋季西安大气中黑碳气溶胶的演化特征及其来源解析

2003年9～11月在西安站点通过黑碳测量仪(Aethlometer)获得了大气细粒子中每5 min的黑碳气溶胶(BC)浓度,这些实时的BC浓度经过元素碳校对后,日平均浓度为10.2±5.8μg·m-3,其变化范围为1.8～27.5μg·m-3.BC浓度与污染指数(API)的变化具有良好的一致性(相关系数为0.64),表明BC是大气颗粒物污染的一个重要贡献.正常天气下,BC小时平均浓度呈三峰分布,这与机动车污染、居民活动和农村秸秆燃烧等来源相关联.通过降水天气下BC的浓度分布和BC浓度频次分布法,获得了西安大气中BC的本底浓度为4.5μg·m-3,以此估算了西安大气BC中不同来源的相对贡献,其中周边源对BC的贡献超过了1/3.这表明了该季节内城市周边农村秸秆燃烧对城市空气质量的显著贡献,需要进一步严格控制.     

Stellarium在地理多媒体教学中的应用

一、Stellarium简介 Stellarium是一款虚拟星像仪的计算机软件。它可以根据观测者所处的时间和地点,计算天空中太阳、月球、行星和恒星的位置,并将其显示出来。它还可以绘制星座、模拟天文现象（如流星雨、日食和月食等）。Stellarium可以用作学习星空知识的教具,它拥有高质量的画面,可以为一些章节的地理教学提供丰富的教学素材,同时Stellarium本身也可以作为地理多媒体的展示平台。     

1990年北京降尘事件的天气动力条件及其化学元素特征

本文对1990年4月24—26日的席卷我国北部、中部的一次大范围尘暴降尘过程的天气动力条件做了诊断研究,并计算了北京地区采集的粉尘样品的化学浓度及相对于地壳平均含量的富集因子。作者指出,沙尘源地在内蒙古地区,与1958年3月北京降尘事件相比是一次在天气形势、沙尘源地和输送路径诸方面都有明显不同的另一种类型的降尘。     

亚洲粉尘的源区分布、释放、输送、沉降与黄土堆积

根据亚洲粉尘关键区域(中国沙漠、黄土高原、青藏高原和中国历史降尘区)大气气溶胶中15～28种元素的浓度-粒度分布、沉降速率和通量分析,以及元素示踪系统的进一步解析,发现中国北方沙漠存在两个粉尘地-气交换较活跃区域,即中国西部沙漠和北部沙漠高粉尘区,且证明这两个区域及其邻区是亚洲粉尘和黄土高原黄土主要源区的中心区域;通过对5个亚太区域粉尘沉降量的模式估算,得出亚洲粉尘释放总量每年约为800Tg,约相当于全球沙漠排放总量的一半;粉尘与黄土的对比表明,亚洲粉尘区域尺度输送受季风环流控制,但间冰期时并不取决于尘暴过程,而全球尺度输送主要由高空西风完成,无论冰期、间冰期均受尘暴过程控制;粉尘通量的结果表明干沉降是粉尘在黄土区沉降的主要过程,且晚第四纪粉尘沉积的再改造份额不超过其沉积总量的10%;元素示踪系统应用于风成黄土,发现在间冰期北部沙漠源区输出的粉尘量增加,而在冰期西部源区输出的粉尘量增加.这种晚第四纪亚洲粉尘“源区摆动”的快速变化其实是全球千年尺度气候变化的一环,并可视为过去北半球大气环流长期变化的代用序列.     

“亚洲沙尘暴及其数值预报系统”投入业务运行

该项目在亚洲沙尘暴的源区、发生、输送、沉降形式以及天气、气候和沙漠化因素对其影响程度等多个关键方面取得创新性研究进展。首次通过明确的证据指出，天气、气候因素而非沙漠化因素是控制亚洲和我国沙尘暴发生的主导因素。政府间气候变化委员会第4次评估报告中引用了此项目获得的四方面的成果：亚洲沙尘暴源区分布图，亚洲沙尘总释放量及对区域和全球的贡献，气候因素较沙漠化因素对亚洲沙尘暴有决定性作用，