CO2浓度增加对农业生产的影响

分析了ＣＯ２浓度增加引起的增温效应对黑龙江省农业生产产生的可能影响。以水稻为例，研究了ＣＯ２增加时，黑龙江省作物种植区域的变化。     

CO2浓度增加背景下季风区大气辐射加热响应的差异

大气CO2浓度增加,大气辐射平衡调整,将影响到大气的辐射加热,对季风环流的产生影响.CMIP6结果显示,大气CO2浓度增加,可减弱季风区主雨季对流层高,低层的辐射加热,加强对流层中层的辐射加热.各季风区加热响应的峰值层次不同:亚洲季风区平均层次最高(500-775 hPa),北非,南美,澳洲季风区次之(550-600 ...     

大气CO2浓度增加与植物干物质含量的关系

本研究自始至终测定了在若干不同CO2浓度增加实验中的6种陆生植物和2种水生植物的群重和干重，还从文献中摘录了另外18种植物的鲜、干重资料。一般说来，CO2浓度增加对植物干物质含量百分比几乎没有影响，除在有利于叶子中淀粉积累的情况下，那么它导致干物质含量百分比的增加。     

CO2浓度增加对我国气候变化趋势的影响

本文通过分析较为均匀地散布在我国不同气候区域内的42个测站1881－1980年间气温、降水序列指出，过去一百年中，我国年平均气温第一主成分的长期趋势与北半球年平均气温长期趋势十分一致。按照过去一百年中我国各地气温变化长期趋势与北半球平均气温长期趋势的相互对比关系推算,在全球CO2浓度加倍时，我国大部分地区的年平均气温可望升高5℃以上。对热量平衡方程和温度、湿度经验关系的分析还表明，平均气温每升高1℃，我国华北、西北地区的蒸发量将增加10％以上。因此，CO2浓度的增加，势必将使我国干旱、半干旱地区的缺水状况更趋严重。     

CO2浓度渐增对气温影响的敏感性试验

使用辐射对流模式，研究了中纬度冬季气温对于ＣＯ２浓度变化的敏感性。结果表明：气温变幅随ＣＯ２浓度渐增呈现先快后慢的非线性特征；气温变幅具有一定的稳定性。     

CO2浓度倍增对大豆影响的试验研究

本文利用OTC-1型开顶式气室研究了CO2浓度倍增对大豆的影响， 结果表明:CO2浓度增加使大豆成熟期提前，株高增加；根瘤数量、干物重和单个根瘤的重量增加；叶片厚度、干物重及单位面积的叶片重量增加；总生物量、籽粒数量、籽粒产量和百粒重明显增加；光合作用速率和气孔阻力增加，蒸腾速率减小；粗蛋白含量减少，粗脂肪、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸增加。     

大气中O3和CO2增加对大豆复合影响的试验研究

利用OTC-1型开顶式气室,对大豆"中黄14"进行了长时期不同O3和CO2处理的接触试验,模拟研究CO2和O3浓度倍增及其交互作用对大豆发育期、黄叶率和绿叶率、根瘤、生物量及其分配、产量结构、籽粒品质及叶片膜保护系统的影响,结果表明:单独O3浓度倍增,发育期明显提前;生物量最多可减少近一半,产量最多减产60%以上;粗蛋白含量增加6.2%,粗脂肪含量降低7.6%;叶片脂膜过氧化加剧.单独CO2浓度倍增,开花后发育期有所延迟;对生物量及产量有明显的正效应,成熟时总生物量和籽粒产量分别比T5增加21.0%和20.3%;粗蛋白和粗脂肪含量分别下降3.3%和1.6%;结荚前叶片脂膜过氧化反应减轻.CO2和O3持续倍增和逐渐达到倍增交互作用处理,在生物量、产量方面表现为CO2的影响大于O3,在叶片膜保护系统方面表现为O3的影响大于CO2,粗蛋白含量下降,粗脂肪含量上升,叶片脂质过氧化加剧.熏气处理均可造成:黄叶率上升,绿叶率下降,凋落物增加,且单独O3浓度倍增的处理最明显,通气仅10天黄叶率就高于50%;超氧化物歧化酶活性增强;气孔阻力增加,蒸腾速率下降,且单独CO2浓度倍增的处理最明显,尤其在高湿阴天,气孔阻力和蒸腾速率变化最高分别可达增加234.0%和下降58.5%.     

紫外线辐射增加对棉花生长的影响

在田间试验中观测到经过量紫外线（ＵＶ）辐射处理过的棉花,其株形、生理活动及产量都受到不同程度的影响,其影响程度随ＵＶ辐射强度的强弱而异。本文通过对棉花受不同程度ＵＶ辐射处理的研究,得出其在各项指标上的受影响程度,结果对了解气候变化对农作物生产的影响具有一定的意义。     

温室气体吸收带重叠对CO2红外辐射效应的影响

利用精确的逐线积分模式,研究了大气主要温室气体H2O、CO2、O3、N2O和CH4吸收带重叠对红外冷却率的影响。同时,通过CO2浓度加倍的敏感性试验,详细讨论了重叠效应对CO2辐射效应的影响。结果表明：气体吸收带重叠对大气红外辐射计算具有重要的影响。在这5种大气主要的吸收气体中,N2O和CH4的重叠效应对总冷却率影响很小,在实际应用中可以忽略两者的重叠作用,采用近似方法处理其贡献。重叠效应对CO2辐射效应影响的总趋势是减弱由于其浓度增加而导致的温室效应的增强,主要贡献来自于CO2 15 μm带的两翼,以及以960 cm-1和1064 cm-1为中心的次级弱吸收区。在垂直方向上,重叠效应主要表现在减弱了地表大气的增温强度,并使对流层大气由原来的冷却作用转变为增暖作用,而对平流层大气的影响很小。此外,由于大气H2O含量的变化,重叠效应还表现出明显的季节性和纬度变率。     

Numerical Simulation Study on the Impacts of Tropospheric O3 and CO2 Concentration Changes on Winter Wheat. Part II: Simulation Results and Analyses

With the rapid development of industrialization and urbanization, the enrichment of tropospheric ozone and carbon dioxide concentration at striking rates has caused effects on biosphere, especially on crops. It is generally accepted that the increase of CO2 concentration will have obverse effects on plant productivity while ozone is reported as the air pollutant most damaging to agricultural crops and other plants. The Model of Carbon and Nitrogen Biogeochemistry in Agroecosystems (DNDC) was adapted to evaluate simultaneously impacts of climate change on winter wheat. Growth development and yield formation of winter wheat under different O3 and CO2 concentration conditions are simulated with the improved DNDC model whose structure has been described in another paper. Through adjusting the DNDC model applicability, winter wheat growth and development in Gucheng Station were simulated well in 1993 and 1999, which is in favor of modifying the model further. The model was validated against experiment observation, including development stage data, leaf area index, each organ biomass, and total aboveground biomass. Sensitivity tests demonstrated that the simulated results in development stage and biomass were sensitive to temperature change. The main conclusions of the paper are the following: 1) The growth and yield of winter wheat under CO2 concentration of 500 ppmv, 700 ppmv and the current ozone concentration are simulated respectively by the model. The results are well fitted with the observed data of OTCs experiments. The results show that increase of CO2 concentration may improve the growth of winter wheat and elevate the yield. 2) The growth and yield of winter wheat under O3 concentration of 50 ppbv, 100 ppbv, 200 ppbv and the based concentration CO2 are simulated respectively by the model. The simulated curves of stem, leaf, and spike organs growth as well as leaf area index are well accounted with the observed data. The results reveal that ozone has negative e ects on the growth and yield of winter wheat. Ozone accelerates the process of leaf senescence and causes yield loss. Under very high ozone concentration, crops are damaged dramatically and even dead. 3) At last, by the model possible effects of air temperature change and combined effects of O3 and CO2 are estimated respectively. The results show that doubled CO2 concentration may alleviate negative effect of O3 on biomass and yield of winter wheat when ozone concentration is about 70-80 ppbv. The obverse effects of CO2 are less than the adverse effects of O3 when the concentration of ozone is up to 100 ppbv. Future work should determine whether it can be applied to other species by adjusting the values of related parameters, and whether the model can be adapted to predict ozone e ects on crops in farmland environment.     

液态二氧化碳播云物理效应的观测研究

使用液态二氧化碳 (LC)对过冷层状云进行催化后 ,通过飞机粒子测量系统 ,GPS定位以及地面测雨雷达和地面雨强研究了催化前后云微物理参数的变化 ,揭示了部分因催化后产生的物理效应 ,特别是雷达RHI上 2 5dBz回波在负温区出现较对称的凸起尖峰 ,可能是小冰晶的凝华增长释放潜热而引起的动力抬升所致。得出了催化有效的结论     

利用红外辐射光谱反演大气CO2浓度的理论研究

依据最新的大气分子光谱数据集（HITRAN 2004）,利用逐线积分辐射传输模式,模拟计算了大气顶射出红外辐射光谱及其对大气CO2浓度变化的灵敏度,发现：大气CO24．3μm吸收带,特别是2241-2249cm^-1、2250-2258cm^-1、2259-2267cm^-1和2382—2390cm^-1波段射出的红外辐射,随CO2浓度的增加而显著降低,且很少受其他大气成分变化干扰,因此特别适于用来遥感探测大气CO2浓度的变化。根据最优非线性反演方法,反演获得了0-15km的大气CO2廓线,结果表明,利用上述4个通道的红外辐射值,可精确反演出自由对流层的CO2浓度变化。     

黑碳气溶胶对我国区域气候影响的数值模拟

利用区域气候模式RegCM3模拟研究了黑碳气溶胶对我国区域气候的影响。以2000年1、4、7、10月为代表,计算分析了黑碳气溶胶的辐射强迫作用、对大气温度和降水的影响及其季节变化特征。模拟结果显示：黑碳气溶胶在大气层顶产生正的辐射强迫,在地表产生负的辐射强迫;黑碳气溶胶的加入使中国大陆地区地面温度发生明显变化,并呈现显著的季节特征,即1月大部分地区的地面温度均有升高;7月北方增温、南方降温;4月和10月地面温度的变化不明显。模拟结果也表明,黑碳气溶胶的排放使我国长江中下游等南方地区夏季降水增加,而北方部分地区降水减少。     

温室效应引起的东亚区域气候变化

用中国科学院大气物理研究所的两层大气和二十层大洋环流模式耦合的海气模式进行了控制试验和瞬变响应试验两个长期积分,并用它们的差异来分析大气中二氧化碳含量加倍所引起的东亚区域的气候变化。二氧化碳加倍以后,东亚年平均温度升高,降水增加,土壤湿度也是增加的,但存在着显著的季节性和区域性的差异。因此,又把东亚分成８个区,来详细探讨二氧化碳增加所引起的区域气候变化。选取了３个具有代表性的气候量：温度、降水和土壤湿度。二氧化碳加倍以后,温度的增加和土壤湿度的增加主要出现在冬半年的高纬度,降水增加的最大值也出现在冬半年的高纬度。另外,还初步分析了二氧化碳浓度加倍所引起的温度和降水年际变率的变化     

黑碳气溶胶气候效应的研究进展

 黑碳气溶胶能吸收从可见光到红外波段的太阳辐射,已经被部分研究认为是造成全球变暖的一个潜在因子。黑碳气溶胶既可以通过直接气候效应改变地-气系统的辐射平衡,又可以作为云凝结核或冰核改变云的微物理特性,间接影响区域或全球气候。对黑碳气溶胶的辐射强迫及其气候效应的研究现状进行总结和分析后,指出了目前黑碳气溶胶气候效应研究中存在的不确定性,并对未来的相关研究提出了一些建议。     

Effects of high CO2 levels on surface temperature and atmospheric oxidation state of the early Earth

One-dimensional radiative-convective and photochemical models are used to examine the effects of enhanced CO₂ concentrations on the surface temperature of the early Earth and the composition of the prebiotic atmosphere. Carbon dioxide concentrations of the order of 100–1000 times the present level are required to compensate for an expected solar luminosity decrease of 25–30%, if CO₂ and H₂O were the only greenhouse gases present. The primitive stratosphere was cold and dry, with a maximum H₂O volume mixing ratio of 10^–6. The atmospheric oxidation state was controlled by the balance between volcanic emission of reduced gases, photo-stimulated oxidation of dissolved Fe⁺² in the oceans, escape of hydrogen to space, and rainout of H₂O₂ and H₂CO. At high CO₂ levels, production of hydrogen owing to rainout of H₂O₂ would have kept the H₂ mixing ratio above 2×10^–4 and the ground-level O₂ mixing ratio below 10^–11, even if no other sources of hydrogen were present. Increased solar UV fluxes could have led to small changes in the ground-level mixing ratios of both O₂ and H₂.