中国第二次北极科学考察沿线气溶胶成分分析

对2003年7月15~9月28日间中国第二次北极科学考察沿线所采集的气溶胶样品进行分析,获得了Na⁺、NH₄⁺ 、Ca²⁺、Cl^-、MSA、SO₄^2- 等11种离子的浓度数据(文中使用当量浓度).根据相关分析, 可将11种离子分为3类: 海盐源离子, 包括Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-; 人为源, 包括NH₄⁺ 、NO₃^-; 其它源, 包括 CH₃COO^-、MSA、C₂O₄^2-. 气溶胶以海盐气溶胶为主, Cl^-、Na⁺ 离子分别是阴阳离子中含量最大的离子, (Na⁺ +Cl^-)对气溶胶载量(所测定的阴阳离子的总和)的贡献平均为60.2%, 占气溶胶总量的一半以上. NH₄⁺ /SO₄^2- 的比值的平均为0.45, 根据当地的大气环境和气溶胶的离子平衡, 认为气溶胶样品中NH₄⁺ 和 SO₄^2- 主要是以 NH4HSO4的形式结合. 根据考察沿线 NO₃^- 浓度的变化, 把考察沿线大致分为3个区: 日本海区, 中值为15.2 neq·m^-3; 鄂霍次克海及白令海区, 中值为1.8 neq·m^-3; 北冰洋区, 其浓度较低, 中值为0.4 neq·m^-3. 考察沿线白令海是MSA的高产区.     

中国第二次北极科学考察路线上温室气体瓶采样结果分析

用气相色谱和非红外色散分析方法,分析了中国第二次北极科学考察路线上采集到的气体样品中温室气体(CO₂和CH₄)的浓度,对不同纬度带上CO₂和CH₄平均浓度变化特征进行了研究.结果表明:海洋表面不同纬度带上CO₂的浓度呈现出随纬度升高而减小的趋势,这与全球范围内CO₂的年平均浓度的地理分布特征相反,显示了海洋对CO₂气体的吸收作用.45°N以北的海洋表面,CH₄浓度有随纬度升高而增大的趋势,这与全球范围内CH₄的年平均浓度的地理分布特征相同;中纬度近海岸地区温室气体浓度变化无明显规律,可能受到区域或局地气团的影响较大.     

北极黄河站秋季气团传输影响下大气气溶胶数谱分布特征

2013 年9月在北极黄河站开展了气溶胶数谱（10~400nm）的短期观测实验。数浓度小时平均值主要出现在300~400cm^-3,平均值为350cm^-3,高于新奥尔松Zeppelin 全球大气本底站及环北极海洋大气7-9月航测报道的浓度。大气气溶胶的三个模态（核模态、爱根核模态和积聚模态）数浓度平均分别为35、122和193cm^-3。观测期间没有发生新粒子生成事件,平均数谱分布呈现双模态的分布特征,模态峰值分别出现在30nm和115nm,由积聚模态主导。平均数谱分布的几何中值粒径出现在约100~110nm。从单颗粒分析结果来看,观测期间黄河站地区大气气溶胶主要以海盐气溶胶为主,但是在来自挪威海域和北欧大陆的气团影响下,也观测到煤烟颗粒、富硫颗粒物和含碳颗粒物等人为气溶胶。     

中国北极黄河站首次科学考察队冰川考察

2004年7～8月中国首次北极黄河站科学考察队在Svalbard群岛新奥尔松(Ny-Alesund)地区开展了多学科联合考察, 冰川课题组对附近冰川的基本特征、过去的研究状况和目前正在进行的研究工作等进行了考察和调研, 为中国今后在该地区的冰川学研究工作提出了初步建议.     

中国大气气溶胶及其气候效应的研究

介绍了2006年新立项的国家重点基础研究发展计划项目“中国大气气溶胶及其气候效应的研究”的目的、意义、关键科学问题等。该项目预期在中国大气气溶胶理化和光学特性的时空分布特征、气溶胶数值模拟及大气灰霾数值预报方法、气溶胶直接—间接辐射特性、气候效应等方面开展系统的研究,从而降低气溶胶气候效应研究中的不确定性,提高气候预估的可信度。同时提高描述和预报区域大气污染的能力。不仅在全球气候变化这一重大科学问题上做出相应的贡献,也为国家环境外交、区域大气灰霾污染控制提供科学支持。     

太原市灰霾期间黑碳气溶胶形貌与成分分析

为掌握太原市冬季灰霾发生期间黑碳气溶胶形貌特征和化学成分变化特点,分别于2011-12-30T08:00至2012-01-01 T 04:00和2018-11-25 T 08:00至2018-11-27 T 04:00灰霾发生期间在山西大学环境与资源学院楼顶使用MAY七级冲击式颗粒采样器每隔4h采集空气动力学直径分别为0.25～0.5μm、0.5～1.0μm以及1～2μm的大气单颗粒分析样品,运用带超薄窗口能谱仪的扫描电镜(JEOL JSM-6390)测定了样品中4330个颗粒的二次电子像及X射线能谱,通过基于蒙特卡罗模拟程序的定量电子探针微区分析技术对每个颗粒的元素原子浓度进行了计算,并对颗粒进行了分类与计数。共检测到6类颗粒,分别是矿物尘、碳质颗粒、钠盐颗粒、二次颗粒、富铁颗粒和其他,其中黑碳气溶胶数量相对丰度在2011和2018年样品中平均为26.8%和34.2%。按照伸长率(E)、纵横比(R)、是否与其他物质结合等将其分为伸展型、支链型、嵌入或粘附型和团聚型4种,反映了黑碳颗粒不同的老化过程。2011年样品中团聚型和支链型数量较多,而2018年样品中伸展型和嵌入型多于团聚型和支...     

天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶可溶性离子昼夜变化研究

在2007年4月16-23日,8月5-12日,10月20-23日3个采样时段内,分昼夜采集了16个气溶胶样品,对样品中的可溶性离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl+、NO3,、SO2-4)进行了分析,以研究气溶胶可溶性离子的昼夜变化特征和可能的影响因素.结果表明:天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶夜间平均离子浓度高于白天浓度,7种离子中,除NO3在全年中的平均离子浓度表现为白天高于晚上外,其余离子的平均浓度均是夜间高于白天.区域风向的日变化是控制气溶胶浓度昼夜变化的主要影响因素,相比之下大气环流的影响则相对较弱.在所研究的8组昼夜变化事件中,Ca2+的昼夜变化最为明显,离子浓度的高值事件多出现在晚上,而其余离子在采样时段内的昼夜变化事件表现则不尽一致,无明显规律.     

北极海冰消融及其对欧亚冬季低温影响的研究进展

21世纪以来北极气候系统正在发生着剧烈变化。北极海冰史无前例的急剧消融是其中最重要的指示和衡量标志。北极海冰的急剧消融与北极气温升高紧密联系,在近年来欧亚大陆频发的冬季低温事件中也扮演着关键角色。首先介绍了北极海冰的季节特征及近年来的消融现状,并从动力学和热力学2个方面总结了海冰急剧消融的可能原因。阐述了北极增温的季节特点及其与北极海冰消融的关系。分析了北极海冰消融与欧亚大陆冷冬频发的联系及其可能机理。基于对以上研究进展的总结,提出了该研究领域尚需解决的几个问题,为相关研究提供参考。     

北京市春夏季大气气溶胶的单颗粒分析表征

采集了北京市2000年春夏季大气气溶胶样品5个，采用扫描电镜X射线能谱技术分析大气气溶胶单颗粒约2500个。研究结果表明，沙尘期间，矿物尘是最主要的颗粒物种类，非沙尘期间，北京市大气气溶胶中主要检出矿物尘和含硫颗粒物。夏季随着颗粒物污染的加重，含硫颗粒物的数目百分数增加。是北京市大气颗粒物污染的重要特征。重点讨论了Ca-S颗粒、K-S颗粒和Ca-K-S颗粒三类典型含硫颗粒物的化学组成和粒径分布特征。数目可观的Ca-K-S颗粒以及其他硫酸盐颗粒的生成与相对湿度和云量等气象条件相关，这些颗粒物可能是云中过程的产物。减少SO2排放，减少含硫颗粒物，对于控制北京市的大气颗粒物浓度水平具有重要意义。     

China''''s First Exploration of Chukchi Sea and Its Adjacent Waters in the ArcticA Study on Lead Geochemistry of Atmospheric Aerosol

1ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｓｏｃｉｅｔｙ ,ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｓｐｅｅｄｅｄｕｐ .Ａｓａｒｅｓｕｌｔ,ｍｅｔａｌｍｉｎｉｎｇａｎｄｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ,ｃｏａｌａｎｄｇａｓｏｌｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｈａｖｅｇｉｖｅｎｏｆｆａｌｏｔｏｆＰｂ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｗｈｉｃｈｈａｖｅｄｏｎｅｇｒｅａｔｈａｒｍｔｏｔｈｅｅｃｏｌｏｇ…     

环北极地区冰川（盖）物质平衡研究进展

回顾了环北极各分区冰川物质平衡观测,研究的历史与现状,过去３０ａ间,北极冰川（帽）波动与全球平均变化保持同步。相对于中低纬地区冰川,北极地区的小型冰川（帽）对全球气候变化反应更灵敏,北极冰川物质平衡的变化对气候变化具有更好的指示意义。１９世纪末以来的百年时间里,除本世纪６０年代出现短暂的相对冰时外,环北极冰川表现出普遍退缩趋势。     

综合大洋钻探计划311航次沉积物中自生黄铁矿及其硫稳定同位素研究

对综合大洋钻探计划(IODP)311航次652个岩心沉积物样品进行了自生黄铁矿颗粒筛选、显微形貌特征及其硫稳定同位素组成等初步研究。扫描电镜(SEM)照片显示黄铁矿以微球粒状和立方体状形貌产出,其成因与微生物作用和无机作用有关。黄铁矿的δ34SCDT值变化范围较大,从-35.4‰到+53.6‰,其成因与甲烷厌氧氧化作用(AOM)的关系密切。海水源为主的硫酸盐参与了沉积物上部的AOM过程,黄铁矿硫稳定同位素正偏的原因可能与较强的AOM作用和较多的残余硫酸盐参与有关。冷泉背景站位中黄铁矿的δ34SCDT值随着深度增加而增加,从浅表层的-35.83‰增加到深处的32.49‰,反映深处沉积物内黄铁矿形成过程中曾有过较多的残余硫酸盐参与还原,暗示其背景曾经是更高的甲烷通量和更强的AOM作用。研究结果提供了现代海洋天然气水合物背景下沉积物中自生黄铁矿及其硫稳定同位素特征记录,对于寻找我国海域天然气水合物资源,探索地史时期古海洋沉积物中甲烷事件记录具有重要的意义。     

Advances on Studies of Methane in the Arctic Ocean

Methane(CH₄) is an important greenhouse gas, CH₄ concentrations in atmosphere hve increased by 2-3 times since the Industrial Revolution. Considering the huge CH₄ storage in the Arctic Ocean, the fast increasing flux and their consequences are attracting more and more attention. This paper summarized the advances in the study of CH₄ in the Arctic Ocean, especially the distribution pattern and air-sea flux and its biogeochemical cycle in the Arctic Ocean. It also presented the research prospect for the future.     

北极斯瓦尔巴德群岛中部海域表层海水水质研究

掌握北极海水水质特征及地域分布等第一手数据对北极科考意义重大。该项研究工作是全国青少年北极科考子任务,于2017年夏季在北极斯瓦尔巴德群岛中部海域对表层海水水质特征、地域差异及相关控制因素进行了研究。选取了6个区域共40个采样点采集表层海水样本,从温度、酸碱度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度和溶解氧饱和度等方面进行了水质特征测量分析,发现该海域6个区域在海水温度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度及溶解氧饱和度等方面均有较大差异,而酸碱度差异不大: 北部冰区水温最低,溶解性总固体量最低,溶解氧含量较高; 西北部海湾溶解氧饱和度最高; 中部海峡溶解性总固体量最高,盐度和电导率最低; 南部海域水温最高,实际盐度和电导率最高,溶解氧饱和度最低; 东部沿海水温偏低。采样点地理位置、洋流情况、地形地貌等因素对表层海水水质均有影响。这些研究成果对补充我国在北极地区的第一手科考数据和进行深入的科考研究具有重要意义。     

北极斯瓦尔巴德群岛中部海域表层海水水质研究

掌握北极海水水质特征及地域分布等第一手数据对北极科考意义重大。该项研究工作是全国青少年北极科考子任务,于2017年夏季在北极斯瓦尔巴德群岛中部海域对表层海水水质特征、地域差异及相关控制因素进行了研究。选取了6个区域共40个采样点采集表层海水样本,从温度、酸碱度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度和溶解氧饱和度等方面进行了水质特征测量分析,发现该海域6个区域在海水温度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度及溶解氧饱和度等方面均有较大差异,而酸碱度差异不大: 北部冰区水温最低,溶解性总固体量最低,溶解氧含量较高; 西北部海湾溶解氧饱和度最高; 中部海峡溶解性总固体量最高,盐度和电导率最低; 南部海域水温最高,实际盐度和电导率最高,溶解氧饱和度最低; 东部沿海水温偏低。采样点地理位置、洋流情况、地形地貌等因素对表层海水水质均有影响。这些研究成果对补充我国在北极地区的第一手科考数据和进行深入的科考研究具有重要意义。     

西北冰洋加拿大海盆MIS 8期以来的物源变化及其指示的北极冰盖和洋流的演化

基于对中国第七次北极考察在西北冰洋获得的ARC7-LIC岩芯上部1 m（加拿大海盆近阿尔法脊一侧）自MIS 8期（约300 ka）以来的粘土矿物和全样Sr-Nd-Pb同位素的分析,判断北冰洋中心沉积物源的变化及其所反映的冰盖和表层洋流的演化。结果显示：在MIS 8、MIS5.4、MIS5.1、MIS3期中期冰筏事件以及末次冰消期,北美劳伦冰盖生长规模较大,研究区域的沉积被北美物源主导;相对地,MIS 6、MIS4期的沉积由西伯利亚物源-穿极流模式主导,反映了欧亚大陆冰盖的大规模发育。同时,研究区域在MIS 7、MIS5期的间冰期/间冰阶的沉积也与MIS 3、MIS1期的沉积有所区别。MIS 7、MIS5期的间冰期/间冰阶表现为西伯利亚物源以及穿极流控制下的沉积,而MIS 3期和全新世则表现为北美物源以及波弗特环流作用下的沉积特征,这一差异说明中-晚第四纪间冰阶段北冰洋表层洋流的位置在晚更新世前后发生了变迁。