瓦里关大气本底基准观象台

瓦里关大气本底基准观象台(简称本底台或CGAWBO)是根据《联合国气候变化框架公约》,由中国政府与世界气象组织(WMO)和环境基金(GEF)合作开展的对全球尺度大气本底污染浓度进行监测的国际合作项目。按世界气象组织有关规范和标准,在全球基准大气本底条件下开展包括温室气体、大气     

MOPITT观测的CO分布规律及与瓦里关地面观测结果的比较

利用TERRA/MOPITT仪器测量的2000年3月—2004年5月的CO数据,分析了CO的时空分布特征及其变化趋势,并且与美国国家海洋大气管理局气候监测与诊断实验室(CMDL/NOAA)在瓦里关站的CO观测结果进行比较和验证。结果表明:CO的高值区在北半球主要位于东亚、西欧和北美,而在南半球主要位于非洲中西部和南美洲的赤道地区;CO的分布随季节变化显著,春季北半球的CO浓度最高,而秋季南半球的CO浓度偏高;东亚的CO高值区主要是位于中国东部沿海地区和日本列岛一带。对于北京和瓦里关CO的趋势分析明表:这两个地区的CO浓度在这4年内都是呈上升趋势。结合CMDL的观测资料与卫星观测结果进行比较和检验发现,瓦里关站卫星观测结果和CMDL的结果在时间序列的变化趋势一致,卫星柱总量的观测数据和CMDL数据的相关性非常好。     

呼和浩特市降水化学特征分析

对2006年呼和浩特市降水离子监测资料进行分析,结果表明:降水呈碱性,季节分布明显,夏季降水集中且pH值为全年最低,冬季降水量少,pH值较高;SO42-离子为主要致酸离子,阳离子中Ca2+,Mg2+离子的浓度很高;降水中主要成分之间相关性显著,Ca2+的中和作用较强;降水气团的后向轨迹分析表明蒙古国的沙漠地区是呼和浩特冬春季碱性降水的主要来源,夏季较低的pH值降水则部分源于我国的华中、华北地区的酸性污染物中长距离输送。     

根据Brewer和TOMS资料分析、验证瓦里关地区大气臭氧总量变化特征

通过对1 9 9 3年9月~2 0 0 3年1 1月瓦里关地区(3 6.1 7°N,1 0 0.5 3°E)Brewer资料和TOMS资料的比较分析,结果表明:1)瓦里关Brewer臭氧光谱仪的观测数据与卫星的TOMS观测数据之间存在一定的差异,两者的差异8 0%以上集中在-2.5%~2.5%之间;2)1 9 9 3~2 0 0 3年瓦里关地区的大气臭氧总量有着明显的下降趋势,这与北半球中纬度地区观测到的平流层臭氧减少的趋势相吻合;3)瓦里关地区大气臭氧总量存在明显的年际变化和季节变化,且每年的2~4月较高,8~1 0月较低,一年中振荡的幅度达到6 0 DU;4)TOMS两个版本的观测数据与地面观测结果呈现出较好的一致性和相关性,相关系数达到0.9以上。     

瓦里关大气本底观象台CO2、CH4观测过程的质量控制

以中国大气本底基准观象台的温室气体(CO2、CH4)观测仪器为例,从仪器运行的稳定性和各级标准气体标定两个方面介绍了温室气体观测数据的质量控制方法.结果表明,瓦里关大气本底台的CO2、CH4观测仪器运行稳定,观测数据具有很高的精确度和可信度.经过严格质量控制的温室气体实时测量数据报送到世界气象组织下属的温室气体数据中心,成为各国科学家分析欧亚大陆温室气体本底浓度的主要依据.     

青藏高原瓦里关站黑碳气溶胶长期演变特征及来源分析

为了解青藏高原黑碳气溶胶的长期演变特征及来源,使用1994年7月至2017年7月共24 a的中国瓦里关全球大气本底站等效黑碳浓度地面观测数据,1994年8月至2004年6月的风向、风速地面观测数据,美国国家环境预测中心/国家大气研究中心全球再分析气象数据,分析了青藏高原中国瓦里关全球大气本底站测量的等效黑碳浓度的长期演变特征及输送特征。在此基础上利用拉格朗日混合单粒子轨道模型、浓度权重轨迹分析方法分析了黑碳污染气团的区域输送路径及潜在来源。结果表明,瓦里关站的等效黑碳浓度在24 a间先升后降,在2012年达到浓度高值,随后降低。24 a月平均浓度最高值出现在4月,最低值出现在11月。等效黑碳浓度的日变化特征在不同季节表现不同,春、夏、秋季均为双峰特征,峰值出现在凌晨和午后,冬季日变化较为平缓。等效黑碳浓度与风向密切相关,年均浓度最高值出现在东东北风向,次高值出现在东风向。通过浓度权重轨迹方法对黑碳污染气团的潜在来源分析可以看出,污染物主要来自瓦里关站的西南和东南方向。     

MOPITT观测的CO分布规律及与瓦里关地面观测结果的比较

利用TERRA/MOPITT仪器测量的2000年3月—2004年5月的CO数据, 分析了CO的时空分布特征及其变化趋势, 并且与美国国家海洋大气管理局气候监测与诊断实验室 (CMDL/NOAA) 在瓦里关站的CO观测结果进行比较和验证。结果表明: CO的高值区在北半球主要位于东亚、西欧和北美, 而在南半球主要位于非洲中西部和南美洲的赤道地区; CO的分布随季节变化显著, 春季北半球的CO浓度最高, 而秋季南半球的CO浓度偏高; 东亚的CO高值区主要是位于中国东部沿海地区和日本列岛一带。对于北京和瓦里关CO的趋势分析明表:这两个地区的CO浓度在这4年内都是呈上升趋势。结合CMDL的观测资料与卫星观测结果进行比较和检验发现, 瓦里关站卫星观测结果和CMDL的结果在时间序列的变化趋势一致, 卫星柱总量的观测数据和CMDL数据的相关性非常好。     

中国区域空气污染本底站的降水化学特征

分析了3个代表不同背景特征的WMO（世界气象组织）区域本底空气污染站黑龙江五常县龙凤山本底站，北京密云县古北口上甸子本底站和浙江临安本底站的降水化学特征。分析内容为降水的pH值和SO₄2-、NO₃-、Cl-、F-、NH₄+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+诸离子的浓度。结果表明，降水pH值和SO₄2-、NO₃-、NH₄+、Ca2+具有年际变化和年变化的特征，但其变化趋势各站及各要素不尽一致。离子Cl-、F-、K+、Na+、Mg2+浓度偏低，变化不明显。就多年平均而言，临安站的pH值为3站最低，SO₄2-为最高。上甸子除了SO₄2-浓度次于临安外，其余所有离子浓度均为3站之首，而且pH值也为3站最高。龙凤山除了降水中的Ca2+、Mg2+离子浓度略高于临安外，其它各离子的浓度是3站中最低，pH值在3站中的位置居中。降水化学特征演变趋势为:3个站的降水皆呈酸性，其中临安最严重，龙凤山其次，上甸子相对轻一些，但其酸化的速率为3站之首。     

中国南极长城站1998年大气降水化学特征的初步研究

文中报告了 1998年 1～ 12月 ,在中国南极长城站 (6 2°13′S ,5 8°5 8′W ,海拔 10 .0m)采集的 115个有效降水样品的 pH值、电导率和化学组分分析结果。长城站地区降水的年平均 pH值为 5 .6 2 ,电导率年平均值为 85 .16 μS/cm。秋季期间降水的 pH值和电导率较高 ,其它季节较低。降水中最主要的离子为Cl-,Na+ ,其他离子按平均浓度值依次排列为SO42 -,Mg2 + ,Ca2 + ,K+ ,NO3 -,NH4+ 。除NO3 -,NH4+ 外 ,各主要离子浓度间呈显著正相关 ,表明其来源具有同一性。降水样品的离子组成比例与周围海区的海水接近 ,显示了海盐是降水中可溶性离子的主要来源 ,而其它源只对Ca2 + 有一定贡献。该地区的降水具有较典型的海洋性降水的化学特征     

青藏高原瓦里关地区大气臭氧柱总量及UV—B观测结果的特征分析

利用Brewer臭氧分光光谱仪对青藏高原东北部瓦里关地区的大气臭氧柱总量及太阳紫外B生物有效辐射剂量进行了连续的观测。通过对1996-1996年的资料分析表明：该地区的臭氧柱总量具有明显的年季变化特征，并存在着减少的趋势，与TOMS卫星的观测结果相一致；臭氧垂直廓线的Umkehr反演得出这一地区的臭氧数密度最大值出现在20-30km处，冬春季的高度低于夏季；太阳紫外B生物有效辐射剂量夏季最高可达0．4W／m^2。     

电导率加和性质及其在酸雨观测数据质量评估中的应用

大气降水中离子成分的电导率具有可加和性, 国际上已经普遍应用该原理对大气降水离子成分观测的数据质量进行分析和评估, 即所谓的相对电导率差 (conductance percent difference, CPD) 方法。该文应用CPD方法对我国4个大气本底观测站的电导率和降水离子成分数据进行了数据质量分析, 针对我国的降水电导率范围偏高等特点, 对国外推荐的CP D统计检验指标的适用性进行了讨论, 指出在我国应用CPD方法时宜采取pH值分组的方式, 并根据这种分组方式的统计分析, 估计4个大气本底观测站的部分pH值观测数据可能存在-0.05左右的测量误差。该文还依据降水中离子成分电导率的可加和性原理, 提出K-pH不等式方法, 可以用于中国气象局酸雨观测站网的pH值和电导率数据的现场校验和数据质量的分析评估。应用K-pH不等式方法对观测数据进行现场质量检验时, 对pH值小于5.0范围的酸性降水效果尤其显著。应用K-pH不等式方法对1992—2005年间全国酸雨观测站观测数据的统计分析显示, 部分酸雨观测站的pH值测量数据可能存在-0.1~-0.3左右的系统性负偏差。     

南京市降水化学特征及其来源研究

为了解南京江北地区降水化学特征,分析了2011年3—6月共25个降水日的109个降水样品中的主要水溶性离子,并利用后向轨迹模式探讨了降水气团来源.结果表明:1)南京地区3—6月降水主要受南、北2种气团影响,北方气团降水的主要离子浓度高于南方气团降水.2)海盐示踪法和相关性分析显示,降水中NO₃^-和SO₄^2-主要来自燃煤、工业排放和汽车尾气;Ca²⁺主要来自地壳源;Cl^-主要来自海洋;海洋源和陆源对Mg²⁺和K⁺都有贡献,Mg²⁺的陆源贡献大于海洋源贡献,K⁺受海洋源的影响程度要低于Mg²⁺.3)南、北气团初期降水的各离子浓度高于总降水的各离子浓度,且初期降水的主要离子的富集系数高于总降水.这说明在降水初始阶段,雨水对南京大气中污染物(气态污染物和颗粒物)的云下冲刷去除作用较强,降水的离子浓度最高,局地源对降水离子的贡献较明显.     

重庆秋季降水特征及大气环流异常分析

利用重庆1960-2006年秋季降水量计算了重庆地区秋季区域降水指数,采用相关与合成分析、线性趋势估计、Mann-Kendall突变检测方法和小波分析等统计诊断方法分析了重庆秋季降水变化特征及其与同期和前期大气环流的关系.结果表明:重庆秋季降水偏多、偏少年同期及前期中高纬度地区高度场距平都有明显的差异.前期冬季北太平洋中纬度地区对流层高度距平为正,加拿大西部对流层高度距平为负时,秋季重庆降水异常偏多,具有一定的预测意义.在此基础上定义了影响重庆地区秋季降水的前期因子.     

Measurement and meteorological analysis of 7Be and 210Pb in aerosol at Waliguan Observatory

Beryllium-7(~7Be)and lead-210(~(210)pb)activities were measured from October 2002 to January 2004 at Waliguan Observatory(WO:36.287°N,100.898°E,3816 m a.s.l(above sea level)in northwest China.~7Be and ~(210)Pb activities are high with overall averages of 14.7±3.5 mBq m~(3)and 1.8±0.8 mBq m~(-3)respectively. For both ~7Be and ~(210)Pb,there are significant short-term and seasonal variations with a commonly low value in summer(May September)and a monthly maximum in april(for ~7Be)and in December(for~(210)Pb). The ratio of ~7Be/~(210)pb showed a broad maximum extending from April to July,coinciding with a seasonal peak in surface ozone(O_3).The seasonal cycles of ~7Be and ~(210)Pb activities were greatly influenced by precipitation and thermal dynamical conditions over the boundary layer,especially for ~(210)Pb.The vertical mixing process between the boundary layer and the aloft air modulates the variations of ~7Be and ~(210)pb at WO in summer.It is indicated that air mass had longer residence time and originated from higher altitudes at WO in the spring-summer time and the winter in 2003.During an event with extremely high weekly- averaged ~7Be concentration(24.8 mBq m~(-3))together with high O_3 levels and low water mixing ratio,we found that air masses had been convectively transported a long distance to WO from high latitude source regions in central Asia,where significant subsiding motions were observed.In another case with the extreme ~(210)pb activity of 5.7 mBq m~(-3)high CO_2 level and specific humidity(in winter),air masses had come from south China and north Indian regions where ~(222)Rn activities were high.This study,using ~7Be and ~(210)Pb as atmospheric tracers,has revealed that complex interactions of convective mixing from the upper troposphere and long-range transports exist at WO.     

中国东部极端降水变化特征及其与大气稳定度的关系

利用100°E以东地区通过5%质量控制的392个站逐日降水资料,对近50 a我国东部极端降水变化特征进行分析,并以1948—1976年和1977—2008年为研究子时段,讨论前后两阶段东部地区的大气湿位涡差异及大气稳定度状况。结果表明:我国东部地区极端降水表现出显著的南北差异;北方尤其是华北东部,极端降水量及其所占降水量比例均有下降趋势,而南方尤其是在长江中下游地区二者均呈增加趋势。湿位涡呈"南减北增"的趋势,对流稳定度和斜压稳定度在南方均出现变弱趋势,在北方则增强。大气性质的南北显著变化是我国东部地区极端降水呈"南增北减"分布型的一个重要原因。进一步研究表明,高纬度地区300 hPa层在1976年之后表现为温度负距平场中心,使东部地区高空热力性质产生差异,进而影响了对流稳定度的变化;同时冷中心北侧高层西风分量减小,南侧高层西风风量增大,斜压稳定度相应出现减弱和增强的变化趋势。     

秦岭邻近地区旬降水气候学及其大气环流特征

利用秦岭及其邻近地区76个气象台1961～2000年的旬降水量和NCEP／NCAR850hPa格点风场资料。分析了该地区的降水气候时空特征及其与大气环流变化的联系。结果表明。秦岭地区多年平均汛期出现在6月下旬至10月上旬，其间7月上旬和9月上旬先后出现两次降水峰值。该地区平均汛期降水量为403mm，占年总降水量的60％。秦岭南侧气候平均汛期降水量明显高于秦岭北侧，但秦岭南、北汛期降水年际变化基本一致。从流场分析看，秦岭及其邻近地区的汛期降水既受西南季风，又受到东南季风系统的影响。合成分析表明，汛期降水量偏多(少)的年份通常对应于同期对流层低层研究区南侧偏南气流的增强(减弱)。回归分析发现，汛期中旬雨量增加与超前2旬索马里急流和热带印度洋西南气流增强。以及超前1旬及同期台湾附近距平反气旋的发展密切相关。     

吉林省盛夏降水季内变化特征及大气环流分析

利用1961—2017年吉林省46个地面气象观测站点降水月数据及NCEP/NCAR全球月平均位势高度场、风场再分析资料,采用EOF、SEOF、滑动相关、回归分析及合成分析等方法研究了近57 a吉林省盛夏7月、8月降水的基本特征,季内差异及其大气环流异常特征.结果表明:吉林省盛夏7月、8月降水在空间上以全区一致型为主,整...     

瓦里关及西宁PM_(10)和多环芳烃谱分布的观测研究

为了研究青海瓦里关和西宁PM10中多环芳烃污染特征及其来源,于2007年5月24日～6月1日在青藏高原东北部的瓦里关大气本底站和青海气象台进行了观测并各采集7组气溶胶样品,分析了PM10质量浓度、粒径分布和多环芳烃谱分布特征。结果表明,瓦里关PM10日均浓度为24.85μg.m-3,粒径分布呈三模态;西宁PM10日均浓度为65.25μg.m-3,呈明显双模态。瓦里关积聚态颗粒物质量百分比大于西宁观测点。瓦里关PM10中多环芳烃含量远低于同季节西宁地区,浓度值为8.38ng.m-3;高分子量的PAHs主要集中在细颗粒上,而粗颗粒上低分子量PAHs相对较多。两地区高分子量多环芳烃均为单峰分布。后向轨迹分析表明,瓦里关PM10中PAHs污染与西宁市以及黄河河谷工业带方向的输送密切相关。     

江西省极端降水分类及特征分析

利用多种观测及再分析资料对江西省极端降水过程进行统计分类和天气学分析。采用百分位法、广义极值法对比计算江西省极端降水强度阈值标准,分析江西省极端降水事件的空间分布特征,筛选出2010—2019年江西省极端降水的典型过程,并进行天气学成因分析。结果表明：1） 江西省各站极端降水强度阈值空间分布差异较大,由西南向东北逐步增加,具有非常明显的地域性特征;2） 江西省典型极端降水过程发生在夏季（6—8月）,主要分为梅雨锋、强台风、西北气流类;3） 江西省梅雨锋类极端降水占典型极端降水过程的70%,该类极端降水具有稳定的大尺度环流形势,主要表现为南亚高压北跳至25°N以北,阻塞高压异常偏强,东北冷涡发展,副热带高压与大陆高压相结合,配合天气尺度稳定的切变线以及异常的西南暖湿气流,形成持续的水汽输送及异常的垂直上升运动中心。