中国西北沙尘源区与日本沉降区大气气溶胶粒子理化特征及对比

无论有无沙尘暴,低层大气气溶胶粒子浓度几乎不随高度变化。在沙尘源区,大气气溶胶粒子主要来源于地面沙尘,沙尘暴发生时气溶胶粒子的浓度大增,浓度峰值向粗粒径范围移动;在沙尘沉降区日本,当浮尘期时气溶胶粒子有地面沙尘和工业排放物两个来源,形成双峰型分布,当非浮尘期时气溶胶粒子主要是工业排放物来源,在<2.1μm细粒径范围形成一个峰值。水溶性成分也不相同,沙尘源区粒子以Ca2+、SO2-4、Na+、Cl-等沙尘来源离子为主,在3 3～4 7μm形成浓度峰值;沙尘沉降区以NH+4、NO-3等工业来源离子为主,在<2 1μm形成峰4、SO2-值。沙尘源区气溶胶粒子水不溶相都表现出K、Na元素亏损的特征,说明其气溶胶粒子是上部陆壳经过K、Na大陆化学风化的产物。     

沙尘源区LST/Albedo时序变化与TSP的对比分析——以2001年春季中国北方强沙尘过程为例

20 0 1年春季 ,中国北方多次受到沙尘天气的影响 ,给人们的生产、生活带来严重的威胁 ,引起了亚洲国家的广泛重视。利用卫星监测数据采集沙尘云图变化、运移路径、地表覆盖和沙尘过程中的地面反照率、温度、湿度、粗糙度等物理参数反演实验结果 ,可以弥补地面观测站点稀少、数据不连续的缺陷。本文以 2 0 0 1年 3月到 5月的几次沙尘天气为例 ,介绍基于地表覆盖的AVHRR的LST/Albedo反演结果与TSP (沙尘干量 )对比分析 ,发现它们具有较好的相关性。从而反映了沙尘暴发生前后地表能量的变化状况 ,能为预测预警沙尘天气的危害提供及时客观的空间信息。     

中国雾区的分布及其季节变化

1 Introduction Fog is a weather phenomenon that horizontal visible distance is reduced within 1 km by plenty of water drops and particles of ice crystal. It not only has unfavorable influence on the traffic of water, land and air, but also brings serious …     

近沙尘源区气溶胶光学特性的季节变化及其统计学描述

利用天空辐射计测定了敦煌地区1999年1月至2001年3月期间太阳直接辐射和散射辐射,采用“SKYRAD”反演模式同时反演了敦煌地区气溶胶光学厚度、体积尺度分布和折射指数实部,分析了其季节变化及统计学特性。结果表明,光学厚度存在明显季节变化,大致从12月开始存在明显的上升,3月或4月达到最大值,5—8月光学厚度逐渐减小,9—10月又有所上升,11月达到最小值,而波长指数的变化与光学厚度的变化基本相反;敦煌地区气溶胶光学厚度和波长指数的概率分布与其季节变化具有很好的相关性,并近似满足对数正态分布和正态分布;4个季节的气溶胶波长指数与光学厚度表现出一种相似的关系,并可以简单地利用一个指数函数加以描述;气溶胶尺度分布表现出双峰型结构,一种是位于半径0.25 μm附近的积聚态,另一种是半径7.7 μm左右的粗模态,且春季积聚态与粗模态之间存在着一个假模态;折射指数实部春季明显升高,对波长的敏感性较低,且4个季节的概率分布最大值均处在1.54～1.56范围内;两种情况下对实部值的概率分布进行拟合,发现其概率分布同样可以利用高斯模型加以描述,但是两种情况下春季与其他季节明显不同。     

降尘对中国北方主要城市光伏电站发电量的影响

中国太阳能光伏发电在2010-2015年实现了飞速发展。降尘降低了光伏电池板表面玻璃的透光率,导致电池板的发电量下降。降尘对太阳能光伏发电影响的量化是预测光伏电站发电量的基础。以降尘相对较严重的北方（年均降雨量小于800mm）36个城市的光伏电站为研究对象,综合考虑温度、降尘、辐射等因素导致的光伏发电量损失,模拟了各城市光伏电站25年内的年均最大发电量。模拟结果显示：（1）36个城市平均年发电量为209.62±30.15kWh·5m^-2,其中,发电量最大的城市是拉萨,最小的为西安,前者约为后者的两倍;（2）年降雨量100~200mm地区年发电量最高,其次为≤100mm的地区,200~400mm和400~600mm的地区发电量几乎相等,600~800mm的地区发电量最小;（3）降尘与电池板最佳倾角的关系可以忽略;（4）降尘导致的光伏发电量损失最大值发生在降雨量为100~200mm区域（5.32%）,然后依次为≤100mm（5.21%）、200~400mm（4.46%）、400~600mm（3.29%）和600~800mm（2.09%）的区域。     

中国沙尘天气的区域特征

利用筛选的1954~2000年中国338个站沙尘天气资料及相关气候资料,从沙尘天气区划方面着重分析研究了我国沙尘天气的区域特征。结果表明： 1) 我国沙尘天气多发区分别位于以民丰至和田为中心的南疆盆地和以民勤至吉兰泰为中心的河西地区。不同类型沙尘天气的空间分布范围不尽相同,其中沙尘暴主要发生在与北方沙漠及沙漠化土地相联系的极干旱、干旱和半干旱区内。扬沙和浮尘天气除了在沙尘暴发生区的绝大部分地区出现外,还向其它邻近地区扩展,如扬沙可向东北地区和东南的黄淮海平原及以南地区扩展;而浮尘天气则主要向东南方向扩展,可涉及整个黄淮海平原和长江中下游地区。相比之下,上风方向的中高纬地区,如北疆和东北北部地区,浮尘天气发生甚少。2) 全国沙尘暴天气易发区可划分为北疆、南疆、河西、柴达木盆地、河套、东北和青藏等7个亚区。沙尘暴和浮尘在南疆区发生日数最多,而扬沙在河西区发生日数最多。     

内蒙古地区气温变化的季节和区域差异

利用内蒙古地区1961~2003年101个气象站的月平均气温资料和旋转经验正交函数分解的方法,根据四季气温变化的一致性进行区域的划分,并分析气温变化的季节和区域差异。结果表明:内蒙古地区的四季气温变化存在着明显的东、西分异,春、秋、冬季的气温场划分为东部和西部两大区域,而在夏季,则划分为西部、东南部和东北部三大区域;在年际波动方面,除夏季的东南区以外,近43年中各区四季气温的变化都经历了一次显著的由降而升的转折,转折点大致出现在80年代中、后期或90年代初、中期;在线性趋势方面,东部区春、夏季的升温幅度和显著性大于西部区,而西部区秋、冬季的升温幅度和显著性则大于东部区。一般而言,冬季和夏季升温最为显著,其次是春季,秋季升温最为微弱。     

中国北方沙尘源区铅同位素分布特征及其示踪意义的初步研究

对中国北方沙尘源区风成沙Pb同位素的分布特征以及示踪意义进行了初步研究。结果表明,中国北方沙尘源区风成沙Pb同位素的空间分布具有明显的区域差异,毛乌素沙地具有最低的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值,塔克拉玛干沙漠具有最大的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值,其他地区介于两者之间。通过对比研究,Pb同位素在中国北方黄土、格陵兰冰芯粉尘和北太平洋深海沉积物源区示踪方面具有较好的有效性。     

中国入境旅游的区域差异特征分析

采用可以多层次分解的Theil系数测量1990～2004年我国入境旅游时间尺度上的地带间、地带内和省际差异变化状况。结果表明,1990～2004年中国入境旅游省际差异逐渐缩小,变化速度变缓;地带内差异大于地带间差异,地带内差异是构成省际差异的主要因素,特别是东部地带内差异是我国入境旅游区域差异的主要贡献者。总体上看,中国入境旅游省际差异20世纪90年代初居高不下,90年代中期急剧缩小,21世纪初持续下降,并有小幅波动;地带间差异除1991年和2003年急剧上升外,其余年份持续下降;东部地带内差异较大,但差异迅速缩小,中部地带内差异居高不下,变化明显,西部地带内差异较小,波动不明显。结合中国区域经济差异的时空变化进行比较研究,有两个有意义的发现：一是入境旅游区域差异逐渐缩小和经济差异逐渐加大的发展方向刚好是相反的。研究结果验证了发展入境旅游可以起到调整区域经济差异的作用,能起到缩小区域经济发展差距的作用。二是中国入境旅游地带间差异逐渐缩小,而中国区域经济差异地带间差异却逐渐扩大,说明入境旅游在缩小地带间差异方面也发挥一定的作用。     

中国区域经济差异变化的空间特征及其政策含义研究

采用了种省区人均国内生产总值与全国平均值的离差和比离两个指标，分别判断１９９０￣１９９５年我国区域经济绝对差异和相对差异变化的空间状态，并进一步阐明了其调控区域经济差异的政策含义。     

中国北方东部地区春季降尘量及其环境意义

 中国北方东部地区2001—2002年春季降尘量分布特征的研究表明,研究区平均春季降尘量为127.05 t·km^-2,约占全年的一半,且主要集中在3、4月;春季降尘以近源沉积为主,因此降尘量的空间分布主要受局部环境的影响;除中沙外,降尘总量和降尘中其他组分的沉积量随距离均呈现指数递减趋势,且粒度越大的颗粒物,其半衰距离越短;更新世时期黄土高原平均每年流失的黄土至少已达1亿t,现在黄土高原每年实际流失的黄土大约为14.4亿t,如以此侵蚀速度持续下去,黄土高原将在6.6~13.2万a之内被侵蚀完毕。     

柴达木盆地北部风速对尘暴事件降尘的影响

通过系统监测柴达木盆地北部冷湖地区的月降尘通量以及尘暴事件降尘量,发现该地区月降尘通量变化在0.57×103～18.12×103 μg·cm–2·month–1之间,并且与月极大风速（Vextr）具有较好的正相关性（r2=0.60, n=23）;该区年内主要粉尘堆积时段为春季和初夏;尘暴事件发生期间的降尘量不仅与尘暴持续期间10 min平均风速具有良好的正相关关系（r2=0.60, n=16）,而且降尘量与10 min风速变化幅度有关:强劲稳定的风力条件在监测地点产生较少的降尘量,强劲且变率较大的风力条件产生较多的降尘量。监测结果显示,风速的变化对粉尘的释放、输送和沉降有重要的影响,有助于理解地质记录所揭示的冰期-间冰期不同的大气粉尘沉降速率。     

中国北方中西部沙尘暴气候特征

利用1954—2005年西北五省（区）及内蒙古沙尘暴观测资料,分别对沙尘暴的年变化、日变化和持续时间频率分布进行分型和分析,初步探讨了不同类型沙尘暴时间变化特征及其成因。结果表明,沙尘暴发生日数的年变化趋势可划分为4大类型,即春季型、冬春夏型、春夏型和冬春型,它们分别占总数的29.7%、29.7%、27.1%和13.5%,除冬春型冬季沙尘暴发生最多外,其他类型均为春季最多;沙尘暴日变化可划分为3种类型,各型高发时段和峰值时间均有明显差异;持续时间分布规律也划分为3种类型,短时型、中间型和持续型。上述类型划分及分析结果表明,沙尘暴的时间变化特征也存在明显的地域差异,这一差异是某一时期内强风、沙尘源和不稳定层结三者在不同地区配置情况差异的综合反映。     

中国高技术产业投入产出有效性地区差异分析

运用DEA方法,从综合有效性、技术有效性和规模有效性3方面对全国30个省(市、区)(缺失西藏数据)的高技术产业投入产出有效性进行实证分析,根据技术有效性和规模有效性对其发展状态进行分类并提出相应对策。结果表明,我国高技术产业在现有的发展水平上存在投入产出效率不高、总体规模偏大等问题,各省市需针对自身特点制定相应发展策略。     

兰州市沙尘和非沙尘天气沉降物的化学特性比较

选择兰州市典型沙尘和非沙尘天气收集两类降尘,并对其元素组成进行测定。结果表明：兰州非沙尘和沙尘天气沉降物中含量较高的主要元素分别为Si、Ca、Al、Fe和Si、K、Ca、Al,含量最低的主要元素均是Ti;含量较高的微量元素是Mn、Ba、Zn、Sr和Mn、Ba、Sr、Zr,含量较低的微量元素均是Nb、Co、Y、As;兰州非沙尘和沙尘天气沉降物中主要元素及微量元素含量的排序差异较小,但是两种样品同种元素的丰度值存在较大变异,说明两种沉降物的来源有一定的差异。兰州非沙尘天气沉降物中Si、Fe、Mg、K、Na、Ti、V、Mn、Co、Ni、Rb、Sr、Y、Zr、Nb等元素主要来自于地壳源,Ca、Cr、Cu、Ba、Pb、Zn、As等元素与本地的人类污染活动有关,其中Pb、Zn、As是兰州重要的污染元素。沙尘天气沉降物中多数元素来自于外地入侵的沙尘,部分元素如Pb、Zn、As、Cu、Cr、K、Ni可能源于沙尘天气长距离传输途中矿物气溶胶与沿途污染源排放的污染物的混合。     

塔里木盆地现代天然降尘磁性特征时空对比研究

塔里木盆地是北半球中、高纬度粉尘的重要源区。本研究在盆地南部的民丰县设置现代粉尘采样点,于2006年1月至2007年12月逐月采集样品。研究结果表明民丰县自然粉尘的月沉降通量为49.95 g·m-2,春、夏、秋季数值接近,冬季最低。粉尘中磁性矿物含量低,晶体粒径粗,矫顽力高,赤铁矿含量低。塔里木盆地自然粉尘和黄土高原黄土的磁学性质对比分析结果显示：黄土高原黄土的初始磁化率略低于塔里木盆地的现代降尘,二者的原生强磁性矿物的晶体粒径较粗,约为5 μm。粉尘在黄土高原沉积后,随着成壤过程中的生物化学风化作用加强,大量细粒强磁性矿物生成。同时,赤铁矿含量的增加也是指示成壤作用强度的重要标志。在塔里木盆地,人为源粉尘的磁性特征主要表现在强磁性和较低的矫顽力两方面。对盆地边缘地区的城市粉尘调查结果发现：北部城市粉尘的人为源输入强度高,磁学信号强;南部城市相对较弱。这与当地的经济发展状况、人口密度具有良好对应关系。环境磁学是进行粉尘环境监测和物源示踪的有效手段。     

柴达木盆地表土与大气降尘粒度Weibull组成及其环境意义

柴达木盆地北部现代地表不同沉积环境沉积物粒度分析结果显示,多数盆地地表沉积物质呈Weibull三峰分布,具有超细粒、细粒、粗粒3个组分,个别样品包含沙粒组分,绝大多数的样品匮乏细粒-超细粒组分,以高含量分选性较好的粗粒组分和低含量分选性差的细粒-超细粒组分为总体特征。现代沙尘暴天气降尘粒度分布模式较为单一,以高含量窄峰态的粗粒组分为显著特征。依据含量最高主峰所在Weibull粒度组分,本研究将全部粒度分布分为3种类型:以高含量细粒组分主导的F型、以高含量粗粒组分主导的C型和以高含量沙粒组分主导的S型。比较沙尘暴降尘、季节降尘和年降尘粒度分布模式的结果表明,研究区全年和季节大气降尘主要由沙尘暴天气降尘贡献,在细粒和超细粒组分上,同时混合有尘暴释放和正常天气条件下大气本底粉尘沉降两种来源的风尘成分。分析冬季研究区湖泊（苏干湖）冰层粉尘粒度分布模式发现,细粒组分含量显著偏高,可达70.6%,明显有别于其他沉积环境粒度组成,对比年降尘细粒-超细粒组分成因我们初步认为,细粒组分可用于指示冬季风盛行季节近地面大范围风场搬运风尘物质的状况。     

中国西北主要粉尘源区地表物质的常量元素分析

粉尘是大气气溶胶的主要种类之一,对区域甚至全球的环境和气候具有重大影响。对中国西北地区主要粉尘源区的元素特征深入研究,关系到西北、华北、远东和太平洋地区粉尘堆积、来源以及环境效应的认识。分析塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、柴达木盆地、河西走廊和黄土高原等西北主要粉尘源区地表样品的常量元素含量,表明:①Mg、Si和Na的含量各源区之间差异较大,反映了利用Mg、Na和Si识别不同源区的可能性; ②兰州、洛川黄土的各元素除Na外,其余分布特征基本一致,可能揭示了兰州与洛川马兰黄土的物源基本相同; ③气候和母质共同决定了元素分布的区域差异。     

中国东部沙区表层沉积物粒度特征

通过分析中国东部沙区表层沉积物粒度特征及其与风力、植被覆盖的相关性,探讨了东部沙区现代风沙沉积环境及其区域差异性。结果显示:东部沙区各沙漠/沙地粒径级配相对一致,均以细沙、中沙为主,粒度分布整体呈单峰形态,中等分选,粒度分布和分选性均与西部沙区有较大不同。风力和植被覆盖状况的差异决定了各沙地所处的风沙环境性质和风沙活动强度不同,导致东部沙区表层沉积物粒度特征存在明显的区域差异性。其中,库布齐沙漠粒度特征与该区风蚀、搬运、堆积过程频繁交替的风沙活动方式密切关联;呼伦贝尔沙地粒度特征反映了风蚀主导的风沙环境;科尔沁沙地、浑善达克沙地,毛乌素沙地粒度特征和风沙活动方式相对复杂,与这3个沙地内部风蚀主导区和沙尘沉降主导区镶嵌分布的格局有关。东部沙区表层沉积物平均粒径和分选系数均与沙地年均风速和植被总盖度双因素之间具有显著的非线性相关性。     

西安市大气降尘的磁学特征及其环境意义

对西安市电子二路(XZ)和长安区郭杜镇(XCA)两个样点2012年1月至2013年12月连续两年的大气降尘进行详细系统环境磁学实验分析。结果表明:西安市大气降尘中磁性矿物含量相对较高,主要的磁性矿物为多畴和假单畴的低矫顽力亚铁磁性矿物,并伴有少量的赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物,磁畴主要由粗颗粒的MD(多畴)和PSD(准单畴)组成。XZ样点大气降尘的磁性浓度和磁性矿物的粒径大于XCA样点,表明城市不同功能区污染源类型存在差异。西安市大气降尘磁性矿物含量表现出明显的季节变化的特征,5-8月(夏季)磁性矿物的浓度明显较低,10月到次年的1月(冬季)是磁性矿物浓度最大的时期,这主要与采暖期排放源的变化有关,另外,西安市特殊的地形和气象因素对大气粉尘的扩散产生重要的影响,导致冬季粉尘的富集。