Biogenic isoprene emissions over China: sensitivity to the CO2 inhibition effect

陆地植被排放的异戊二烯是对流层臭氧及二次有机气溶胶的形成重要前体物之一。已有研究表明,当CO_2浓度超过一定水平时可能使得叶片气孔关闭,对叶片释放异戊二烯产生直接的抑制作用。而这一影响机制在目前大多数异戊二烯排放估算时并没有考虑在内,对其排放的估算仍存在很大的不确定性。本文基于GEOS-Chem及其耦合的MEGAN模式模拟了2006–2011年中国异戊二烯的排放变化。通过引入三种不同CO_2抑制作用参数化因子的模拟试验,定量评估了CO_2抑制作用对异戊二烯排放的影响及不确定性。结果表明:考虑CO_2抑制参数因子后,中国年平均异戊二烯的排放量平均减少了5.6%±2.3%。不同参数化方案对排放的抑制程度存在差异。CO_2对异戊二烯排放的影响将会改变其对气象条件变化的敏感性,从而影响空气质量。     

中国电力行业1990-2050年温室气体排放研究

采用《国家温室气体清单指南》推荐方法,估算了1990—2014年中国各省份电力行业的温室气体排放水平。研究时期内,中国电力行业排放增长6.2倍,达到38.0(95%信度区间为31.3~46.0)亿tCO_2当量(CO_2-eq),而各省排放水平及其变化趋势呈现出显著的差异,排放重心向西部省份转移,内蒙古成为全国电力行业排放最大的省份。同时基于未来电源结构的发展方案,预测了2015—2050年不同电力需求情景下电力行业温室气体排放的变化趋势和达到排放峰值情况。电力需求高增速情景下2034年达到排放峰值59.5(49_3~71.8)亿t CO_2-eq,而低增速情景可以提前至2031年达到排放峰值,且峰值水平下降7.7(6.3~9.3)亿tCO_2-eq。     

IPCC第五次评估报告第一工作组报告的亮点结论

IPCC第五次评估报告(AR5)第一工作组(WGI)报告的亮点结论,是过去7年全世界气候变化科学研究成果凝练出来的精华。20世纪50年代以来全球气候变暖的一半以上是人类括动造成的。1971年以来人为排放温室气体产生热量的93%进入了海洋,海洋还吸收了大约30%人为排放的CO_2,导致海表水pH值下降了0.1,等等。采用全球耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的模式,预估未来全球气候变暖仍将持续,21世纪末全球平均地表温度在1986—2005年的基础上将升高0.3~4.8℃。限制气候变化需要大幅度持续减少温室气体排放。如果将1861一1880年以来的人为CO_2累积排放控制在1000 GtC,那么人类有超过66%的可能性把未来升温幅度控制在2℃以内(相对于1861一1880年)。     

《气象科学论文文献计量统计年度报告(2014)》发布

##正##中国气象局图书馆和《气象科技进展》杂志联合编制的《气象科学论文文献计量统计年度报告(2014)》(以下简称《报告》)于2014年9月28日正式发布。此报告基于美国汤森路透开发的Web of Knowledge平台下SCI-E数据库以及中国学术期刊网络出版总库CAJD数据库检索平台,经过3个月的数据调研与分析,对2013年气象科学领域年度论文进行统计和计量。《报告》包括2013年全球和中国"气象和大气科学"领域SCI-E科技论文统计;2013年中国"气象学"     

工业化以来全球平均温度上升了1℃北大核心CSCD

全球变暖已经得到了公众、政府机构和科学家的广泛认知[1-3].但是,对于全球是否变暖以及这个变暖是否由人类活动造成,却依然不断受到质疑.这种质疑在2009年达到巅峰,同年出版的非政府间国际气候变化专门委员会(NIPCC)报告[4],对政府间气候变化专门委员会(IPCC)的观点[5]提出全面的质疑.最新的一轮质疑是2012年1月27日《华尔街日报》刊登了Allegre等16位科学家的署名文章[6],认为近10年地球气候没有变暖,呼吁不要压制气候变暖怀疑论者的声音.这说明尽管全球变暖的证据日益增加、全球变暖的观点得到越来越多的承认,但是对全球变暖这个事实的论证却绝不是多余的.     

2℃阈值

欧盟在温室气体长期减排方面一向宣传3个目标:全球平均升温幅度不超过工业化前2℃、大气中温室气体浓度控制在450×10-6CO2当量、2050年全球温室气体排放至少比1990年减少50%。2009年底于哥本哈根召开的《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第15次缔约方会议(COP),在《哥本哈根协议》中接受了2℃这个目标[1],2010年底于坎昆     

气溶胶对利用近红外波段反演CO_2浓度精度的影响研究

近红外波段CO_2浓度反演误差主要与气溶胶散射作用引起的吸收光程改变量难以精确估计有关。此外,不同的气溶胶模式及下垫面反射率条件下吸收光程改变量也不尽相同。针对不同气溶胶模式条件下,忽略气溶胶散射对CO_2浓度反演精度的影响进行分析。研究发现,对乡村型、对流层型和海洋型气溶胶来说,忽略气溶胶散射效应,在暗地表时(反射率0.1)会导致CO_2浓度反演结果低估;当地表反射率超过0.1后,CO_2浓度反演结果均为高估,且随地表反射率的增加,反演误差增加。对城市型气溶胶模式来说,忽略气溶胶影响均会导致CO_2浓度反演结果低估,随地表反射率增加,反演误差递减。在典型观测几何下,地表反射率(1.6μm)和气溶胶光学厚度(0.55μm)在0.1~0.3范围内时,忽略气溶胶影响,城市型、海洋型、乡村型以及对流层气溶胶分别会引入-0.1%~-0.5%、0.22%~1.92%、0.09%~1.46%及0.02%~0.45%的反演误差。在利用GOSAT观测光谱对XCO_2(干燥空气下CO_2平均混合比)进行反演时发现,相比GOSAT发布结果(389.814ppm,1ppm=10~(-6)),基于地基实测气溶胶特性数据的XCO_2反演结果(390.95ppm)与地基观测结果(390.737ppm)有更好的一致性。     

CALIOP对一次秸秆焚烧后气溶胶光学特性的探测分析

采用星载激光雷达(Cloud - Aerosol LIdar with Orthogonal Polarization,CALIOP)资料研究了2008年6月2日华东秸秆焚烧排放气溶胶的光学特性,并与2006～2008年统计结果进行了对比.结果表明:1)CALIOP能够有效探测到气溶胶层,探测结果符合生物质燃烧气溶胶的...     

Response of fine particulate matter to reductions in anthropogenic emissions in Beijing during the 2014 Asia–Pacific Economic Cooperation summit

研究使用全球大气化学传输模式GEOS-Chem高分辨率(1/4°×5/16°)区域嵌套版本评估2014年亚洲-太平洋经济合作峰会(APEC)期间不同地区不同污染物减排对北京地区PM_(2.5)(粒径小于2.5μm的气溶胶颗粒,本文中定义为硫酸盐、硝酸银、铵盐、一次有机碳和黑碳气溶胶浓度之和)浓度降低的不同影响。在2014年10月15日至11月29日期间,模拟结果表明:模式可以重现观测结果中PM_(2.5)及主要气态污染物(一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫)浓度的日变化趋势。在APEC期间,模拟PM_(2.5)浓度相比会议前期和会议后期下降55.9%–58.5%,与观测结果具有较好的一致性。敏感性实验结果表明:APEC期间华北地区氮氧化物和一次有机碳的减排对于北京地区PM_(2.5)浓度的降低影响最为显著,相应减排措施致使北京地区PM_(2.5)浓度分别下降5.7%和4.6%。同时,对氨气排放的控制可以有效地降低整个华北地区在APEC期间的PM_(2.5)浓度。     

内蒙古地区典型草原下垫面CO_2通量变化特征及影响因素

基于内蒙古典型草原腹地锡林浩特国家气候观象台2007—2016年CO_2通量逐30 min观测数据及同时段气温、降水等资料,利用WPL方法对CO_2通量资料进行修正的基础上,对典型草原牧草不同时期CO_2通量的变化特征及影响因素进行统计分析。结果表明:(1)内蒙古典型草原CO_2通量存在明显的年际、季节和日变化特征,且表现为碳汇特征,尤以牧草生长季最为明显;CO_2通量呈夜间弱排放、白天强吸收的"U"型日变化,其中09:00—10:00最大;全年及生长季CO_2通量以吸收为主,夏季吸收最大,春季和秋季次之,冬季最小,甚至表现为弱排放。(2)牧草不同生长期气候要素对CO_2通量影响不同,其中返青期热量因子与CO_2通量呈负相关,水分因子为正贡献;开花期和枯黄期正相反,热量因子对CO_2通量为正贡献,水分因子为负贡献,且开花期热量与水分因子对CO_2通量贡献最显著。(3)生长季牧草NDVI与CO_2通量表现为负相关,且7、8月二者的相关性极高。     

中国和美国承诺减排温室气体

<正>2014年11月12日,中国和美国宣布要大量削减其温室气体排放。奥巴马总统承诺到2025年排放量比2005年减少26%~28%,习近平主席承诺到2030年排放达到峰值。《自然》杂志于11月20日、《科学》杂志于11月21日分别对此进行了报道,并一致认为这有利于2015年12月即将在巴黎召开的气候大会。《科学》杂志把中国的排放曲线形容为一条彩虹,前期迅速上升,2030年达到峰     

华北地区一次气溶胶与浅积云微物理特性的飞机观测研究

2014年8月15日,山西省人工降雨防雹办公室在山西忻州开展了气溶胶和浅积云的飞机观测,本文利用机载云物理资料,详细分析了华北地区气溶胶、云凝结核(CCN)和浅积云微物理特性及其相互影响.主要结论有:(1)此次过程的边界层高度约为3600 m,不同层结情况下,0.1～3μm尺度范围内的气溶胶粒子浓度Na、有效直径Da和...     

南水北调东线工程流域未来气候变化预估

利用国家气候中心全球大气海洋环流模式(NCC／IAP T63),考虑IPCC SRES A2(高排放)和A1B(中等排放)两种人类排放情景,对2030年前南水北调东线工程流域气候变化进行了预估。结果表明,由于人类活动,未来30a东线区域将变暖,尤以1月(冬季)东线北部地区变暖最明显,其中A2情景,2010年1月变暖约5℃,2020年1月变暖约7℃。7月(夏季)东线南部变暖最小,其中,2010年为0.2℃,2020年为0.9℃。值得注意的是,人类活动对未来30a东线区域降水的影响不明显,A2情景可能略有增加趋势,A1B情景可能略有减少趋势。     

相对湿度对气溶胶辐射特性和辐射强迫的影响

采用已有的气溶胶折射指数等资料 ,计算了在不同的相对湿度条件下硫酸盐气溶胶的辐射特性。结合两种不同化学输送模式 (CTM )的模拟结果及LASGGOALS/AGCM模式 ,模拟估算了考虑相对湿度影响后全球硫酸盐气溶胶的辐射强迫。结果表明 :(1)随着相对湿度的增加 ,硫酸盐气溶胶的质量消光效率因子在短波波段有所减小 ,单次散射反照率仅在长波波段有所增加 ,不对称因子在整个波段均有所增加 ;(2 )用两个CTM资料模拟辐射强迫的结果相差较大 ,其全球平均辐射强迫分别为 - 0 .2 6 8和 - 0 .816W/m2 ;(3)在考虑相对湿度的影响后 ,硫酸盐气溶胶辐射强迫的分布类型与相应干粒子的强迫分布类型基本相同 ,但全球平均的强迫值减少了 6 %左右。     

全球增暖1.5℃的再思考——写在SR15发表之后

<正>2018年秋季IPCC发布了《IPCC全球升温1.5℃特别报告》(简称SR15),报告中指出:将全球变暖限制在1.5℃需要社会各方进行快速、深远和前所未有的变革。并且说明:与将全球变暖限制在2℃相比,限制在1.5℃对人类和自然生态系统有明显的益处,同时还可确保社会更加可持续和公平。本文将进一步再思考以下几点:(1)升温1.5℃特别报告与AR5人类排放的设计的对比,即对比全球增暖1.5℃与人类排放的设计以及可能     

《京都议定书》的执行情况

2005年2月开始生效的《京都议定书》要求全球主要工业化国家在2008—2012年减排5.2%(相对于1990年温室气体的排放水平)。由于美国未批准《京都议定书》,剩下的37个工业化国家应减排4.2%。根据《自然》杂志中德国的报告员Schiermeier的论文,这37个国家实际合     

GOSAT卫星二氧化碳遥感产品的验证与分析

本文利用全球地基二氧化碳柱浓度观测站点(Total Carbon Column Observing Network,TCCON)18个站点CO_2地基观测数据对GOSAT(Greenhouse gases Observing Satellite)2009—2017年的大气CO_2遥感反演产品进行验证分析,结果显示卫星CO_2遥感产品与地基遥感观测结果较为一致,在东亚、北美、欧洲和大洋洲四个区域内卫星遥感产品与地基观测的平均偏差分别为2. 23±2. 69、2. 19±2. 19、2. 01±2. 49、1. 59±1. 79 ppm,相关系数不低于0. 75。卫星在30°S～60°N范围内的产品精度较高,而在高纬地区产品精度稍低。本文进一步利用GOSAT L2 XCO_2遥感反演产品对全球大气CO_2的长时间序列变化进行了分析,结果表明2009—2017年全球大气CO_2浓度呈持续上升趋势,全球年平均增长率为2. 22 ppm·a~(-1),增长较快的国家和地区包括中国、美国、印度和非洲,受与厄尔尼诺有关的自然排放影响,2016年相对上一年的增长量最多,年均CO_2绝对增量在3 ppm以上。     

南充市城区2014年空气质量评价及变化特征分析

利用南充市城区5个污染监控点2009~2014年的环境空气质量自动监测数据,对南充市城区2014年环境空气质量进行了评价,并对日、月(季)、年空气质量变化特征和空气质量污染特征进行了初步分析,结果表明:1)南充市环境空气气态污染物(SO2、NO2、CO、O3)对本地空气污染基本无影响;2)细颗粒物PM2.5为南充市环境空气首要污染物,可吸入颗粒物PM10为次要污染物;3)全年冬季(12月、1月、2月)和1日中的12时、24时前后空气污染最为严重,这与污染源排放总量增大和气象及地形影响有关。     

中国东部气溶胶在天气尺度上的辐射强迫和对地面气温的影响

本文应用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting—Chemistry)模式研究中国东部地区气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)在天气尺度下的辐射强迫和对地面气温的影响。5个无明显降水时间段(2006年8月23～25日、2008年11月10～12日、2008年12月16～18日、2009年1月15～17日和2009年4月27～29日)的模拟显示,气溶胶浓度呈现显著的白天低,夜间高的日变化特征,且北方区域(29.8°～42.6°N,110.2°～120.3°E)平均PM_2.5近地面浓度(40～80 μg m-3)高于南方区域(22.3°～29.9°N,109.7°～120.2°E,30～47 μg m-3)。气溶胶对地面2 m温度(地面气温)有明显的降温效果,在早上08:00(北京时,下同)和下午17:00左右最为显著,最高可降低约0.2～1 K,同时气溶胶的参与改善了模式对地面气温的模拟。本文还通过对2006年8月23～25日一次个例的模拟,定量分析了气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)的总天气效应(直接效应+间接效应)、直接效应和间接效应分别对到达地面的短波辐射和地面气温的影响。北方区域平均气溶胶直接效应所造成的短波辐射强迫要高于南方区域,分别为-11.3 W m-2和-5.8 W m-2,导致地面气温分别降低了0.074 K和0.039 K。南方区域平均气溶胶间接效应所产的短波辐射强迫高于北方区域,分别为-14.4 W m-2和-12.4 W m-2,引起的地面气温的改变分别为-0.094 K和-0.035 K。对于气溶胶组分,硫酸盐气溶胶的直接效应和间接效应的作用相当,其总效应在北方和南方区域平均短波辐射强迫分别为-7.0 W m-2和-10.5 W m-2,对地面气温的影响为-0.062 K和-0.074 K,而硝酸盐气溶胶的作用略小。黑碳气溶胶使得北方和南方区域平均到达地表的太阳短波辐射分别减少了6.5 W m-2和5.8 W m-2,而地表气温则分别增加了0.053 K和0.017 K,相比于间接效应,黑碳气溶胶的直接效应的影响更加显著。     

IPCC第五次评估报告对碳循环及其他生物地球化学循环的最新认识

<正>碳循环不仅是生态系统对全球变化响应的综合表现,还直接和大气CO_2浓度的变化相关,从而影响到全球气候的稳定,因而成为全球变化研究的重要内容之一。随着科学研究的深入和社会发展的需求,碳循环研究已逐渐从人类CO_2排放到海洋与陆地全球分布的基本问题,转变为区域碳收支的确定,以及在气候变化与人类活动双重影响下全球碳循环的响应及反馈。IPCC第五次评估报告(AR5)~([1])采用大量、独立的数据进一步明确了自工业革命以来,大