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。     

中国青岛市近年来灰霾污染数值模拟研究

基于SO₂和PM_2.5的小时观测数据,本研究发现青岛市2014—2018年采暖期间SO2和PM_2.5平均浓度呈现下降的趋势,但是高浓度PM_2.5在不同年份偏移明显,尤其是2015年高浓度PM_2.5显著高于其它年份。为阐明这一时期高浓度PM_2.5的物理化学过程,利用区域气象化学模式Weather Research and Forecasting-Community Multiscale Air Quality Model(WRF-CMAQ)对2015年12月~2016年1月的PM_2.5累积和清除的物理化学过程分析,发现浓度累积主要受源排放、气溶胶过程和垂直对流过程影响,清除的主要控制过程为垂向扩散和水平对流。同时,对2015年12月29~31日和2016年1月15~17日两次高浓度PM2.5污染事件的分析发现,PM_2.5的主要成分为二次无机离子(SNA)和有机气溶胶(OA),其中SNA占比44%,OA占近30%。SNA主要由气溶胶反应过程、垂直和水平对流过程控制,OA主要受垂直和水平对流过程影响。本研究揭示的影响PM2.5组分的不同物理化学过程,一方面利于污染减排政策更有针对性的制定;另一方面从模式开发的角度,改进PM_2.5高比例组分,如SNA和OA的模拟能力,对于PM_2.5生消的机制解析具有重要意义。     

早春温室果菜类生态型无土栽培技术试验

在玻璃温室中 ,利用当地充足的木屑、河沙等原料 ,再添加一定比例的畜禽干粪 ,经高温酸酵处理的有机生态基质 ,进行果菜类无土立体化栽培试验 ,得出果菜产量较传统无土栽培及营养土培分别增产 2 1%～ 4 6 %和 6 6 %～ 10 2 % ,上市期提前 11～ 2 6d和 2 4～ 37d。为当地无土栽培的大面积推广和温室 (大棚 )立体化栽培的合理布局提供了科学依据 ,在实际生产应用中有广阔的推广前景     

青岛沿海站点冬季不同污染条件下气溶胶的来源解析——基于单颗粒质谱分析

青岛位于京津冀的下风区,毗邻黄渤海,其大气污染受到陆地和海洋传输的影响,尤其在冬季来源较为复杂。本研究利用单颗粒气溶胶质谱仪于2019年12月在青岛奥帆中心采集913 514个大气颗粒,并利用Art-2a算法将其分类,对青岛市大气气溶胶进行溯源和分析。其中富钾颗粒(K)、元素碳和有机碳混合颗粒物(ECOC)、有机碳颗粒物(OC)、多环芳烃颗粒物(PAH)、OCEC和富钾颗粒与有机碳元素碳混合颗粒(K＿ECOC)等颗粒物多与生物质燃烧有关,其在总颗粒物中的占比高达49.2%;与工业排放有关的元素碳和富钾混合颗粒(EC＿K)、富铁颗粒(Fe)和其他重金属(other＿HM)颗粒物的占比为29.7%;与海洋排放相关的海盐颗粒和富钠颗粒物(Na＿rich)占比为6.8%;另外有机胺(Amine, 10.6%)受到了陆源和海洋源的共同影响。根据污染个例分析发现,青岛受到京津冀传输影响时,局地工业源EC＿K的贡献从36.0%逐渐降至15.0%,较高的环境湿度促进了Amine在颗粒物上的二次生成;当受到高空输送影响时,以生物质燃烧颗粒为主导(70.5%);在海洋气团影响主导时,青岛受局地排放(EC＿...     

一个中尺度模式中高分辨边界层的参数化

建立一个高分辨大气边界层模式。然后,把该模式与一个中尺度数值预报模式进行耦合并把模式计算结果与实测结果进行了对比。结果表明,该耦合模式能够模拟出大气边界层的流场、温度场和气压场的特征。     

南海大气颗粒物数浓度(NCN)与云凝结核数浓度(NCCN)分布特征及不同来源颗粒物活化特性分析

本研究于2020年9月,在中国南海进行大气颗粒物粒径分布(PNSDs)与云凝结核数浓度(N_CCN)观测,并在剔除船舶自身排放的污染信号数据后进行了颗粒物数浓度(N_CN)、吸湿性参数(κ)与活化率(AR)计算分析。研究结果显示,南海海域N_CN范围为(0.78～34)×10³ cm^-3,计算均值为(4.1±4.0)×10³ cm^-3,与未受到明显陆源颗粒物传输影响时段下的清洁海洋背景数浓度值相比高约一个数量级。结合后向气流轨迹分析发现,南海秋季颗粒物受陆源与海洋源的共同影响,当受陆源影响为主时,气溶胶颗粒物主要来自亚欧大陆与菲律宾群岛,对应来源下的N_CN均值分别为(2.7±0.68)×10³ cm^-3与(8.3±4.9)×10³ cm^-3,在过饱和度(SS)为0.4%下,N_CCN(N_CCN0.4     

沙尘传输路径上气溶胶浓度与干沉降通量的粒径分布特征

利用2002年春季中国北京、青岛和日本福冈3个地区的分级气溶胶浓度资料,结合改进的Wil-liams模型,分析了沙尘传输路径上空气动力学直径≤11μm气溶胶(PM11)浓度和干沉降通量的粒径分布特征,并估算了黄海海域春季PM11的干沉降通量及不同粒径气溶胶的贡献。结果表明:3个地区PM11浓度粒径分布在非沙尘时期呈双峰分布,两个峰值分别出现在细颗粒(<2.1μm)部分和粗颗粒(2.1～11μm)部分;沙尘时期,3个地区PM11浓度粒径分布均趋于单峰分布,峰值位于粗颗粒部分,并且越靠近沙尘源地,这种趋势越明显。较强沙尘天气时期,粗颗粒部分的浓度峰值粒径从沙尘源地附近到黄海西岸、东岸呈降低趋势,但在一般沙尘天气时期,这种现象并不明显。沙尘时期和非沙尘时期,3个地区粗颗粒的干沉降通量均随粒径增加而增大,细颗粒的干沉降通量随粒径的变化不明显。虽然沙尘时期粗颗粒沉降通量较非沙尘时期有明显增加,但粗颗粒对PM11干沉降通量的贡献与非沙尘时期相比,并没有明显的变化。较强沙尘天气时期,3个地区粗颗粒的干沉降通量明显高于一般沙尘天气时期;细颗粒的干沉降通量较一般沙尘天气时期略有增加。黄海海域春季沙尘时期PM11的干沉降通量约为31.70～58.59mg.m-2.d-1,非沙尘时期约为8.33～15.94mg.m-2.d-1。粗颗粒是黄海海域春季PM11干沉降通量的主要贡献者,约占PM11干沉降通量的94.2%以上。     

辣椒、蕃茄反季节无土育苗不同基质对比试验分析

在玻璃温室内进行辣椒、蕃茄反季节无土育苗、栽培试验,得出天水地区温室无土育苗的最佳基质是,５０％体积比的木屑、河沙混合基质和木屑基质,并确定了适宜本地水质的最佳营养液配方和不同基质材料及组合的增热保温方案,为无土栽培新技术的全面推广普及提供了科学依据。