长春地区紫外光谱（UV-A，UV-B）辐射观测和初步分析

利用我们研制的太阳—大气紫外光谱辐射计，从1992年5月在长春开始试验了野外观测，监视到达地表的太阳直射和大气散射紫外光谱辐射，主要给出长春地区地面紫外辐射，特别是紫外（UV）B段（280～320 nm）光谱辐射的一些基本特点和初步统计特征。由于地表UV-B辐射对生态系统和人类健康有危害作用，其强度随着臭氧减少而增加。该项观测分析将有助于监测和研究臭氧层变薄的实际效应。     

晴空或少云状况下紫外辐射强度及指数预报模式

在大气辐射传输理论的基础上，利用中分辨率大气辐射传输系统，应用可测得的实际大气物理参数，建立睛空或少云天气状况下石家庄市紫外波段（280-400nm)辐射强度及指数预报模式，考虑了臭氧的两个吸收带。晴空条件下的散射主要考虑了分子和气溶胶的多次散射，少云时还考虑了云对紫外辐射的影响。其中多次散射的计算采用子离散坐标法。且对由于臭氧实时资料的短缺造成的误差进行了系统订正，并将订正结果与实况资料进行了对比。结果表明，由模式客观预报紫外辐射强度是可行的。     

大气臭氧与气候变化

人们为什么对大气中大量的臭氧感兴趣呢?其原因在于臭氧对大气的结构、特性,以致于地球上有生命物体有着巨大影响。大气中臭氧的存在使得波长小于290nm的太阳强紫外辐射不能透过大气。另外,臭氧还大量吸收了波长在290-320nm之间的中紫外辐射,波长在320-240nm的近紫外辐射才能通过臭氧层到达地面,但它对生物没有危害。今天无疑可以认为:由于大气中“臭氧盖”的存在,才能使人类免遭紫外辐射的有害影响,人类才能得以生存和发展。大气中臭氧总量的变化(臭氧含量平衡的破坏)影响了平流层中不同高度太阳紫外辐散流入量的分布,这就导致了平流层温度和高层大气     

气象卫星对臭氧总含量的探测

一、引言臭氧是大气中一种微量气体,它对于人类的生存具有重大意义。臭氧能吸收来自太阳的紫外辐射,起到保护人类免受过量紫外辐射的作用。臭氧主要集中在地面上10—40公里处。它是平流层内一种重要的大气成     

卫星遥感地面紫外辐射的参数化方法

提出了一个从卫星观测推算地面UVB辐射通量密度和红斑生物紫外辐射剂量的新的参数化方法。该方法基于一个简单的模式:大气辐射传输介质被简化成三个等效层:臭氧单独构成的吸收层，空气分子、云和气溶胶粒子组成的散射层，以及地面反射层。地面紫外辐射通量密度和生物紫外辐射剂量可以由臭氧层的等效透过率、散射层和地面的联合反射率计算。臭氧层的等效透过率可由大气臭氧总量计算。散射层和地面的联合反射率可由不存在臭氧吸收的紫外或可见光通道的反射辐射强度测量得到。该反演算法形式简单，只包含很少几个可从卫星测量获得的参数。它通过了一个可靠而相对复杂的基于DISORT的紫外辐射传输模式的检验。在广泛的计算条件下，包括晴天、云天、以及混浊大气，用这个简单算法计算的地面紫外辐射通量密度和红斑生物紫外辐射剂量与精确算法的结果相差无几。另外，还实际运用这个算法利用卫星观测资料反演地面紫外辐射通量密度，与地面实际观测资料做了比较，符合较好。     

臭氧·紫外辐射·紫外线指数

由于大氧臭氧含量日渐减少．世界各国对太阳紫外辐射及其危害越来越关注。近些年来,人类活动排放了大量的七。氟氟烃、含澳卤代烃等化合物质,这引起大气平流层臭氧相应减少。目前。已经证实,在南极和北半球高纬度地区的晴好天气下,地面紫外辐射有了明显增力＊,这与两地上空臭氧含量下降密切相关。另据报道,我国科学家在青藏高原（地球第三级）上空屯发现了臭氧低值区。保护臭氧层、避免紫外辐射危害,这已成为世界各国的共识。紫外（UV）辐射位于太阳辐射光谱区100～400urn之间,其辐射能仅占太阳辐射能量总量的8％,臭氧主要吸引其…     

北京地面紫外辐射（光谱）的观测与分析

通过对北京大气物理研究所与长春光机所合作研制的地基太阳紫外辐射光谱仪观测资料的分析，和用辐射传输模式UVSS计算的结果，对影响到达地面的UVB辐照度的主要因子太阳高度角（SZA）、臭氧总量和地表反照率进行了分析研究。最后对紫外光谱仪的观测资料做了总量和谱分析。     

北京地区太阳紫外辐射的观测与分析研究

利用北京地区太阳辐射和其它常规气象观测资料，得到了到达地面的太阳紫外辐射的计算公式，并将计算值与观测值进行了比较，两者吻合得比较好。最后给出了北京地区地面太阳紫外总辐射的变化趋势，计算结果表明，地面太阳紫外总辐射对大气浑浊度的变化比对大气臭氧总量的变化敏感得多。     

近地面臭氧研究进展

近地面臭氧是空气中氮氧化物和挥发性有机物发生光化学反应的产物,其浓度与气象条件密切相关。晴天少云、紫外辐射较强、温度较高、相对湿度较低以及风速较小的天气,均有利于臭氧的生成,其中紫外辐射是产生臭氧最关键的因素。臭氧前体物（氮氧化物和挥发性有机物）的浓度及其比值是影响近地面臭氧浓度的另外三个重要因素。我国大多数城市的O3处于VOC控制区,即NOx浓度的增加会引起O3浓度的降低,而VOCs浓度的增加则会使其浓度升高。因而VOC源解析问题成为近年来O3研究的一个热点问题。同时,由于气溶胶可以直接吸收、散射太阳紫外辐射、短波辐射以及大气长波辐射,因此气溶胶的存在会影响大气中光化学反应的进程,从而影响臭氧的光化学生成,气溶胶对近地面臭氧的影响已成为目前大气环境的前沿课题。     

中国地区近地面太阳紫外辐射的分布及其对大气臭氧层破坏的响应

本文在充分考虑太阳紫外辐射在大气中传输的物理过程的基础上,引入局地地面气压、臭氧和地表反照率的时空变化,利用Delta-Eddington近似法计算了中国地区冬季(1月)和夏季(7月)晴天时地面太阳紫外辐射(0.290—0.400μm)和紫外B辐射(0.290—0.325μm)的分布,并进一步计算出臭氧总量减少5％、15％时紫外B的变化.结果指出,由于臭氧总量的减少,中国北部地区紫外B的增加比南部地区显著.平均而言,臭氧总量减少1％时,冬季紫外B将增加1％左右,夏季紫外B将增加0.6％—0.7％.     

漠河地区臭氧的观测和计算

1997年3月上旬,在黑龙江漠河地区对地面和整层臭氧、太阳辐射等进行了短期观测,以初步了解该地区臭氧和辐射的变化规律以及它们之间的相互关系.研究发现,漠河地区近地面臭氧日变化明显,其峰值出现在每日10:00(北京时间)左右,并早于紫外辐射(UV)峰值出现时间.整层大气臭氧总量的日变化特征不明显.基于UV能量守恒,建立了臭氧与其影响因子-光化学、散射、UV等因子之间较好的定量关系和经验模式,并将其用于计算地面、整层大气臭氧小时值和日平均值.结果表明,计算值与观测值吻合的都比较好,它们相对偏差的平均值分别为:地面臭氧小时值(11.9%)和日平均值(9.0%);整层大气臭氧小时值和日平均值-7.4%、1.8%.因此,地面和整层臭氧的经验算法是合理和可行的.利用散射辐射/直接辐射(D/S)和散射辐射/总辐射(D/Q)可以描述大气中的物质如气溶胶、云等的散射作用.采用D/Q表示散射作用可以提高地面臭氧和整层大气臭氧计算的准确度,特别是对云量较大的情况.       

Surface ozone concentration variability in Moscow and Kiev

The comparison is represented of the results of surface ozone concentration measurements in two megalopolises, Moscow and Kiev. A temporal course of ozone concentration and temperature in both cities is close by the shape and is typical of medium-polluted plain stations. In both megalopolises, two maxima are observed within the seasonal ozone concentration variability, in spring and summer, and during the day, a usual ozone concentration maximum (approximately in 2–3 hours after the local noon) and the night one being typical of big cities. An average ozone concentration and an average temperature in corresponding periods are higher in Kiev than in Moscow. Evidently, the summer maximum is associated with photochemical ozone generation processes, and the spring one, with dynamic processes of its transport in the atmosphere. In both megalopolises, the episodes are observed in the warm period under meteorological conditions being unfavorable for the pollutant scattering in the atmosphere when the ozone concentration exceeds the threshold limit value and is dangerous for health. The repeatability of such episodes is the highest one in July-August. In Kiev, such episodes are more frequent than in Moscow. An effective statistical model is constructed for both megalopolises in which the observed ozone concentration is represented in the form of regression function of temperature and relative humidity.     

由卫星资料估算晴空大气太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论 ,对水汽、气溶胶、臭氧、混合气体等实行辐射参数化处理 ;利用中国探空站资料和诺阿 ( NOAA)气象卫星垂直业务探测器 ( TOVS)资料反演的探空资料 ,由离散纵标法计算了大气各高度上的太阳直接辐射和散射辐射 ,并与此同时的和同站点位置的卫星可见光、红外测值进行统计回归拟合 ,建立卫星测值与大气中太阳直接辐射和散射辐射的计算模式 ,据此可以利用卫星资料估算太阳直接辐射和太阳散射辐射 ,这对于大气环境光学特性和大气环流、气候变化的研究有重要意义。     

Application of the delta‐Eddington method to the absorption of solar radiation in the atmosphere

Abstract

A model to compute rapidly the absorption of solar radiation in the atmosphere is described. The model is based partially on the parameterization of Lacis and Hansen and also makes use of the delta‐Eddington method. In addition to absorption by ozone and water vapour, and scattering by air molecules and clouds, the mode1 includes absorption and scattering by aerosols. Good agreement is found in comparison with the Lacis and Hansen parameterization in the absence of clouds and aerosol. The present model represents an improvement in the treatment of scattering by clouds. Its main advantage though, is in its flexibility in allowing for interactions with the atmospheric aerosol.     

太阳短波辐射分光谱计算模式

本文采用太阳短波辐射分光谱模式计算了我国太阳辐射收支各分量。模式中主要考虑及计算了大气中各种成份在不同谱区对太阳辐射的吸收和衰减作用。如水汽、均匀混和气体的红外吸收，紫外和可见光区的臭氧吸收、雷利散射及大气气溶胶的削弱作用等。给出了大气中各种成份在不同波段对太阳辐射的削弱。并且分析了我国太阳辐射收支各分量1月、7月的分布特征。模式误差在4％～10％，比较理想。为无辐射观测的高原、沙漠、海洋等地区提供了一种较好的计算方法。     

我国北方地区对流层中下层臭氧收支

为了揭示我国北方地区对流层中下层臭氧(O₃) 的形成机理以及周边地区的污染输送对我国北方地区对流层中下层O₃收支的影响, 在与外场观测数据比较分析的基础上, 利用全球化学输送模式(MOZART-2) 采用收支分析方法定量分析了影响我国北方地区对流层中下层O₃的各个物理化学过程。结果表明:我国北方地区对流层下层O₃最重要的来源是光化学生成作用, 约占总来源的58.3%(41.5 Tg), 光化学生成反应中HO₂对于O₃生成的贡献最大; 最大的汇是干沉降过程, 约占总汇的43.2%(26.2Tg); 水平净输送作用对我国北方地区对流层中下层O₃收支的影响非常大, 在我国北方地区对流层下层, 41.6%左右的O₃来自水平净输送, 随高度增加, 水平输送影响增大, 我国北方地区对流层中层大约81.5%的O₃来自水平净输送。     

Numerical Modelling of the Effects of Ozone on the Summer Atmospheric Circulation

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅＥｆｆｅｃｔｓｏｆＯｚｏｎｅｏｎｔｈｅＳｕｍｍｅｒＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣｉｒｃｕｌａｔｉｏｎＷａｎｇＱｉａｎｑｉａｎ（王谦谦）；ＷａｎｇＹｉｎｈｕｉ（汪迎辉）；ＳｏｎｇＹｕ（宋煜）（Ｎａｍｉｎｇｉｎｓｔ...     

Simulation of the influence of ion-produced NOx and HOx radicals on the antarctic ozone depletion with a one-dimensional model

A one-dimensional time-dependent photochemical model is used to simulate the influence of ion-produced NOx, and HOx radicals on the Antarctic ozone depletion in polar night and polar spring at a latitude of 73 degrees south.Vertical transport and nitrogen-oxygen (NOx), hydrogen-oxygen (HOx) production by ionic reactions have been introduced into the model.NOx and HOx produced by precipitating ions are transported into the lower stratosphere by vertical motion and have some effects in the development of the Antarctic ozone depletion.From winter through spring the calculated ozone column decreases to 269.4 DU. However, this value is significantly higher than the total ozone observed at several Antarctic ozone stations.