激光剥蚀-等离子体质谱技术及其在地球化学宇宙化学和环境研究中的应用

激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICPMS)已成为地球化学、宇宙化学和环境研究领域元素和同位素原位分析最重要的技术之一。文章介绍了多种类型的质谱仪及其使用的激光器。用途最广的LA-ICPMS仪器之一是单接收器扇形磁场质谱仪,配有Nd:YAG激光剥蚀系统(激光波长分为193 nm和213 nm两种),MPI Mainz实验室使用的就是这套系统,文章对此作一详细介绍。文中阐述了数据优化技术及其多种校正过程;介绍LA-ICPMS在痕量元素和同位素分析领域的一些应用,包括参考物质的研制,Hawaiian玄武岩、Martian陨石、生物骨针和珊瑚虫中痕量元素分析及熔融包裹体和富钙-铝碳质球粒陨石中的铅和锶同位素测量。     

与强对流相联系的云系特征和天气背景

对2005—2011年造成高影响的一些强对流天气过程,按其云系特征和天气背景分为冷气团内部型、西风槽或冷涡云系尾部型、梅雨锋或切变线云系上嵌入型和高原东移高空槽云系型4种类型。冷气团内部型强对流发生在锋面或切变线云带后部的晴空区内,沿高空西北气流下滑的积云簇或向东南方向移动的短波槽是其发生的关键因子。西风槽或冷涡云系尾部型强对流发生于云带的尾部,云带后部干气流的反气旋式侵入是其主要特征。梅雨锋或切变线云系上嵌入型强对流出现在梅雨锋或切变线上,云带的北边界因常与高空急流相平行而比较清楚,强对流云团出现时云带北部的急流与高空的反气旋脊线距离较近。高原东移高空槽云系型强对流的关键影响系统是从青藏高原东部移出的短波槽云系,从水汽图像上可以看到其后部常有暗区或暗带相伴。     

唐古拉地区超声雪深传感器SR-50监测研究

利用2004年5月以来超声雪深传感器SR-50在青藏高原唐古拉综合监测场获取的实时积雪资料和相关气象数据,评估了SR-50在青藏高原积雪监测中的性能和作用,并对青藏高原腹地多年冻土区积雪变化特征进行初步分析。结果表明:超声雪深传感器SR-50对不同时间尺度的地表积雪过程均有较好的监测能力。监测数据清晰地显示唐古拉地区地表积雪深度在夜间相对稳定、在日间迅速降低的特点。唐古拉地区平均年积雪日数为82 d,各月均有地表积雪出现,但夏季的地表积雪较少且持续时间很短。该地区地表积雪总体上呈厚度较薄、消融较快、持续时间较短的特点。2005—2008年该地区瞬时最大积雪深度为22 cm,日平均积雪深度小于5 cm日数占总积雪日数的71.58%。     

WRF模式对中国城市和半干旱地区 气象要素的模拟检验和对比分析

用中尺度数值天气模式 Weather Research and Forecasting Model（WRF v32）对2006年中国地区1、4、7、10月4个月（分别对应冬、春、夏、秋）近地层气象要素进行模拟。并利用通榆、榆中和上海站的观测资料对模拟结果进行对比分析。结果表明：WRF模式能较好的模拟出各气象要素的变化特征。但是,各个季节的模拟效果并不相同。在半干旱的通榆和榆中两站,有关要素秋季的模拟最好,夏季较差。在上海站,夏秋两季比较差,冬春两季较好。对温度的模拟,上海站4个季节都偏低,通榆站夏季偏低,冬季偏高。 对风速的模拟,通榆和榆中两站（通榆秋季除外）都偏低,上海站（夏季除外）都偏高。对感热通量和潜热通量的模拟,通榆站夏季感热通量偏大,潜热通量偏小,榆中站夏季感热通量和潜热通量的模拟值都偏大。     

北京郊区夏季PM2.5和黑碳气溶胶的观测资料分析

城市近郊常受到城区污染物扩散和输送的影响,2010年7月21日至8月6日利用β射线颗粒物连续监测仪和黑碳仪对北京西北郊区PM25和黑碳气溶胶（BC）进行了连续观测。结果表明,北京西北郊区夏季PM25和BC的质量浓度分别是(13316±8164)、(289±162) μg/m3。受明显的山谷风的影响,来自观测点东南方的城区的气流使PM25和BC浓度升高,来自观测点西北方向的风则使PM25和BC浓度降低。受局地排放、区域输送和气象条件的共同影响,郊区的PM25和BC浓度表现出明显日变化特征,二者浓度在上午、傍晚和夜间显著上升。     

基于MASNUM海浪预报系统的北印度洋波浪特征模拟与预报分析

基于MASNUM海浪数值预报系统的全球10 a后报数据库资料,分析了北印度洋区域波浪分布特征.由于该地区受季风控制显著,夏季波浪大于冬季;在空间分布上,西部比东部风大、浪大,在亚丁湾、索马里外海波浪最大.基于Janson-1卫星高度计有效波高观测资料,对MASNUM海浪预报系统的预报性能进行了检验,检验结果表明,预报波高均方根误差在0.5 m左右,短期的24 h预报效果好于48 h和72 h,冬季好于夏季.另外,对预报误差进行了相应的概率分布分析.     

内蒙古新达来草原覆盖区钼铜多金属成矿预测

内蒙古新达来草原覆盖区位于西伯利亚板块东南大陆边缘晚古生代陆缘增生带,属古亚洲成矿域的二连—东乌旗铜钼铁晚古生代—中生代成矿带的一部分,找矿潜力巨大。该区被牧草和第四系大面积覆盖,基岩出露较差,找矿工作相对滞后。通过研究该地区区域成矿地质背景和典型矿床地质特征,分析控矿因素与找矿标志,构建综合信息预测模型,提取地质、地球化学、地球物理、遥感等找矿信息,借助GIS技术进行覆盖层“揭盖”和对找矿信息进行提取,以GeoDAS 矿产预测软件为平台,运用多重分形滤波技术区分复杂背景与异常,提取矿化弱异常,应用模糊证据权法进行信息综合集成,形成预测后验概率图,圈定找矿远景区并进行验证,探索内蒙古草原覆盖区内生金属矿床勘查与预测评价新途径。     

云南丽江大气气溶胶的化学成分谱分析

对云南省丽江玉龙雪山地区大气气溶胶化学元素成分进行了观测和分析.结果表明,丽江玉龙雪山大气气溶胶以Mg、Al、Ca、Si、K和Fe等地壳元素为主,占总元素浓度的82%.丽江地区气溶胶Pb、Se、Br元素浓度均高于珠峰浓度值.丽江气溶胶S、As、Se、Br和Pb等与人类活动有关的气溶胶元素的富集因子很高.这表明丽江地区人类活动影响不容忽略.     

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。     

基于模糊综合评价法的小流域喀斯特石漠化治理综合效益评价——以贵州省普定县陈家寨小流域为例

通过建立石漠化综合治理效益的评价指标体系,采集研究区治理前后环境、经济、社会等各项指标数据,运用模糊综合评价法对贵州省普定县陈家寨小流域综合治理效益进行了评价。研究结果表明:经过综合治理,研究区社会、经济得到了发展,生态环境明显改善。由于在洼地沟谷地带发展高效山地农业,种植辣椒、秋葵、何首乌、半夏、丹参等经济作物,人均收入和劳动生产率大幅提升,资金产投比和土地生产率提升明显,农产品商品率有所增加。通过对研究区山地坡面开展林分改造,林草覆盖率有所提高,土壤侵蚀模数和石漠化面积比例减少,贫困发生率、农村恩格尔系数和文盲率有所下降。研究区综合治理之后,经济效益评价等级由“差”变成了“中”,生态效益由“差”变成了“良”,社会效益仍然处于“差”,综合效益评价由“差”到“中”,其中经济效益增幅最大,这主要得益于小流域内利用道路积蓄雨水、修建集水池等抗旱设施,有效地解决了研究区的灌溉问题。