兰州市城关区冬季TSP的监测分析及其与辐射的关系

气溶胶的气候效应是目前全球气候变化和数值模拟预测研究中的关键环节和最热门的前沿科学问题，也是了解气候变化机理的基础。为此，通过对兰州市城关区冬季不同高度大气气溶胶及太阳辐射的监测，对该地区气溶胶质量浓度状况及其辐射效应进行了分析。     

兰州市西固区冬季大气气溶胶粒子的散射特征

利用2002年1月31日～2月2日的积分浑浊度仪观测资料和PM10观测资料对冬季兰州市西固区大气气溶胶粒子散射特征及其与空气污染的关系进行了研究。结果表明,波长λ=550nm(绿光)处散射系数日变化规律呈双峰型,峰值分别出现在11:00～12:00和22:00左右(北京时,下同),散射系数的变化范围是1.34×10-4～3.3×10-3m-1,其变化规律同PM10浓度的变化规律是一致的,两者有较好的相关性,相关系数r≥0.8。     

南京冬季大气气溶胶的物理特征

根据１９９３年１１月１５日－１２月－１０日南京北部的大气气溶胶粒子的连续观测资料，分析了大气气溶胶粒子的浓度，日变化，日际变化，谱分布以及降水对大气气溶胶粒子的湿沉降清除。     

台湾地区大气气溶胶光学特性的测量与分析

1995年10～12月在台湾阿里山和台南地区采用MS-120型太阳光度计测量了大气气溶胶的消光系数、?ngstr?m浑浊度系数和波长指数。分析了消光系数与气象条件的关系。     

兰州市冬季SO2大气环境容量研究

通过数值模拟方法,研究了兰州市冬季SO2的大气环境容量,为大气污染的总量控制方法提供了前提和依据。本文利用RAMs三维非流体静力大气动力模式模拟的气象场驱动中尺度大气扩散模式(HYPACT),模拟出SO2的浓度分布及每个污染单元对于地面浓度的分担率。根据SO2的国家环境空气质量标准(下称质量标准),用线性规划的原理和方法计算了兰州市冬季典型日条件下SO2的大气环境容量。     

大气气溶胶的辐射与气候效应

大气气溶胶的辐射与气候效应是目前全球气候变化研究的一个热点,也是一个难点问题。本文从介绍一些基本概念和科学问题入手,比较全面地回顾了我国,特别是中国科学院大气物理研究所建所以来有关方面的研究工作,重点在于探讨一些有待解决的科学问题。     

冬季南京北郊大气气溶胶中水溶性阴离子特征

2009年冬季在南京北郊进行24 h采样,运用离子色谱法研究大气PM₁₀中水溶性阴离子的分布特征。结果表明:PM₁₀中阴离子的平均总质量浓度在白天和夜间分别为658.21、622.84 μg/m³;PM_2.1则分别为337.86、319.97 μg/m³,阴离子主要存在于细粒子中;主要水溶性阴离子均为SO₄^2-,且海盐对南京北郊大气PM₁₀和PM_2.1中的SO₄^2-质量浓度影响很小。SO₄^2-、Cl^-和F^-粒径谱分布相似,均呈双模态;NO₃^-和NO₂^-主要呈现单模态。SO₄^2-与NO₃^-、F^-与NO₃^-、SO₄^2-与Cl^-的相关系数均大于0.8,相关显著,说明其存在一定的同源性。NO₃^-/SO₄^2-的平均值在白天、夜间分别为0.058 2、0.048 4,说明南京北郊大气污染以固定源为主。分析NO₃^-、SO₄^2-前体物的转化率知道,采样期间SOR和NOR的平均值均大于10%,即SO₄^2-部分来源于SO₂的二次转化,而不是单一来源于一次污染物。     

兰州市大气气溶胶的特征及其对呼吸道疾病的影响

根据2000年6月至2001年5月兰州市大气气溶胶的监测资料,分析了兰州市大气气溶胶的浓度、尺度谱分布及其年、月、日变化规律,进而探讨了大气气溶胶对人体舒适度的影响,分析了大气气溶胶浓度与呼吸道疾病发病人数之间的关系。结果表明:PM10月均浓度与同期呼吸道疾病月发病人数的变化趋势基本一致,两者呈显著性正相关;当PM10日均浓度明显升高后1～2 d,呼吸道疾病发病人数也随之增多。     

兰州市区2002年春季3～4月近地层大气气溶胶的监测与分析

对兰州市区2002年春季3~4月近地层TSP连续观测资料进行分析,结果表明:(1)兰州市区TSP的质量浓度随着沙尘天气的发生而显著增加,沙尘天气越强,TSP的质量浓度越高,对兰州市区的空气污染越严重;(2)在不同天气情况下,兰州市区TSP与PM10的质量浓度有很好的对应关系,沙尘天气越强,其质量浓度都越高,但两者增减的比例各不相同;(3)在不同天气情况下,同级粒径粒子的质量浓度各不相同,但在同种天气情况下,各级粒径粒子质量浓度的分布规律却相同;(4)TSP样品色度的3个独立分量与空气质量有一定的对应关系,L*、a*、b*值越大,空气中沙尘含量越高,空气污染越严重,兰州市区在一般天气情况下L*、a*、b*值均较小,说明兰州市区空气污染主要以本地排放的黑色有机物为主。     

中国北方地区冬季雨雪年度变化与大气气溶胶分布特征研究

近年来,随着大气观测技术的快速发展,为冬季大雪年际变化研究提供了一些新的观测事实,增加了新的认识。认为大气环流对降雪的年际变化的影响只是重要方面之一。新的观测事实启示研究者,冬雪的年际变化和差异还可能与其他影响气候变化有更为复杂的因素——大气气溶胶特征有关。基于1980-2008年中国气象台站降水量资料和1980-2005年北方地区大气气溶胶光学厚度（AOD）资料,研究中国北方地区大范围多雨雪以及少雨雪年度变化与大气气溶胶分布特征的关系。结果表明：1980-2008年,中国北方地区典型的多雨雪年为1980、1984、1989、1993、1998、2003年和2006年;少雨雪年为1982-1983、1985-1988、1997、2001年和2005年。根据1980-2005年华北逐年冬半年雨雪总量与北方地区同期AOD相关分析,揭示中国北方地区雨雪年度变化与气溶胶光学厚度（AOD_550m）的年度变化存在正相关,相关系数达到0．001的显著性水平。同期资料AOD。。。分析表明,中国北方地区冬季多雨雪与少雨年大气气溶胶光学厚度差异显著,多雨雪年大气气溶胶光学厚度显著偏厚,中国华北北部、东北南部地区AOD正距平的平均值达到1×10。-5×10^-3,冬季北方地区少雨雪年与此差异显著,AOD为显著负距平,其平均值为-5×10^-3。     

重庆冬季大气气溶胶的物理、化学特征

利用2001—2002年重庆冬季大气气溶胶粒子观测资料，分析了气溶胶粒子的数浓度、质量浓度、谱分布、化学元素组成及其与气象因子的关系。结果表明，重庆冬季大气气溶胶数浓度与我国其他大城市处于同一水平，大于0．3μm气溶胶粒子的平均数浓度为225．3个／cm^3（最大337．8个／cm^3）；冷空气入侵和降水是局地气溶胶的主要清除机制，雾的存在可以显著地改变气溶胶数浓度的一般日变化规律；PM10占TSP（Total Suspended Particles，总悬浮颗粒物）质量浓度的60％～80％；人为污染元素S、zn、As、Ph等在细粒子中富集较高。     

北京北郊冬季低空大气气溶胶分析

文章分析了2001年1月10～16日和2月20日～3月2日两时段北京北郊中国科学院大气物理研究所325 m高的气象塔上距地面320、100和8 m 3个高度所采得的气溶胶样品的物理化学特征.计算了气溶胶的TSP浓度、化学组分及其分布和粒度谱.探讨了气象条件对气溶胶浓度及其来源和分布的影响.初步发现在所测的高度范围内,气溶胶TSP的浓度随高度的增高而下降,70%以上浓度分布在细粒组(d<2.1 μm).气溶胶中浓度最高的前20个元素是S、Fe、Ca、Al、K、Na、Mg、Zn、P、Ti、Pb、Ba、Mn、Cu、V、As、Cr、 Rb、Sb和Br.挥发性元素主要分布在细粒组,元素浓度随高度增加而减少.气溶胶的离子浓度也有相同的分布特征.风速变小、层结呈现稳定,尤其逆温以及大气湿度升高均为气溶胶浓度升高的因素.人为排放源是大气气溶胶的主要贡献者.导致北京严重空气污染的气溶胶源地以北京当地及其周边邻近地区的污染源为主.     

兰州市城区大气烟尘污染的变化与气象条件分析

利用1961-2001年有烟日观测资料，统计分析了41年中，兰州市城区大气受烟尘污染的变化。结果表明：1961～1984年污染日在119-201天问徘徊；1985-1988年是污染“严重期”，年平均污染日达224天；1996-2001年为显著“好转期”，年平均污染日66天。一年中主要污染段是1月和11、12月，污染日占全年的49％。在污染日，大气水平能见度具有明显的日变化，能见度最差，污染最严重的时间是11～14时。     

兰州冬季气溶胶光学特性的参数比

兰州冬季气溶胶的谱分布双谱模式拟合，即Ｊｕｎｇｅ谱加Ｄｅｉｍｅｎｄｊｉａｎ谱；气溶胶的平均折射率为１．５４９－０．１ｉ；气溶胶浓度随高度的分布根据天气条件取为高斯、均匀、指数分布三种类型以此为基础，计算出兰州冬季气溶胶光学厚度的平均值。     

兰州城区冬季大气气溶胶粒子谱的反演研究

从实测的兰州城市冬季大气气溶胶多波段光学厚度资料出发,应用消光法反演了大气柱气溶胶粒子谱,并对反演程序的可行性、反演结果的可靠性进行了分析讨论。结果表明,反演出的大气柱气溶胶粒子谱分布都为三峰型分布。通过正算方法计算出的光学厚度值检验反演方法,检验结果说明,反演程序是可行的,结果是可靠的。     

杭州市区大气气溶胶散射特性观测分析

利用2011年杭州国家基准气候观测站浊度仪和常规气象观测资料,研究了杭州市区城市工作和生活环境中气溶胶散射系数的变化特征。结果表明,2011年杭州大气气溶胶散射系数平均值为396.8±191.3 Mm-1。秋、冬季散射系数高于春、夏季。大气环流形势、气象条件变化以及内外源的影响是造成散射系数季节性差异的重要因素。在边界层演变、交通排放和人为活动的共同作用下,散射系数呈单峰型的日变化特征,峰值出现在08:00(北京时,下同),谷值在14:00。工作日散射系数显著高于周末。拟合散射系数逐时频率分布表明,杭州最具代表性大气状态下大气气溶胶散射系数为238.9Mm-1。散射系数随着霾等级的增加而升高,霾期间散射系数的升高可能是造成能见度下降的直接原因。由于观测站特殊的地理位置,导致散射系数在不同风向区间差别不大,但是地面风对气溶胶散射系数具有明显的扩散和输送作用。     

夜间城市大气边界层和气溶胶的相互作用

本文利用能量闭合的二维非线性、非定常模式,结合地面热量平衡方程,研究了夜间城市边界层和气溶胶的相互作用问题。结果表明：气溶胶在夜间对大气低层起保温作用,对大气上层起冷却作用;使大气低层稳定度减小,上层稳定度增加;此外,气溶胶还能够削弱贴地逆温强度。在正常城市气溶胶污染情况下,气溶胶对城市热岛强度影响不大,但可使城市热岛环流稍有增加。夜间城市边界层对气溶胶的反馈作用使大气下层气溶胶浓度减小,上层气溶胶浓度增加。上述部分结论得到了在天津取得的城市热岛观测资料的直接验证。     

兰州市冬季大气边界层结构特征的观测和数值模拟研究

本文利用甘肃省政府和中国科学院的科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"所获得的系留气球探空资料,并且结合数值模拟方法,对兰州市冬季大气边界层温度场特征进行了对比分析,结果表明:在没有特殊天气过程的典型冬季代表性时段,山谷城市兰州逆温边界层结构无论白天或夜间都存在,而且经常出现多层逆温和白天的脱地逆温情况,只有当冷空气过境时,逆温现象才减弱或消失;与观测结果相比较可以看出,数值模拟结果基本上反应了温度场的主要特征。     

地基消光测量确定新疆博斯腾湖地区大气气溶胶模型

为确定新疆博斯腾湖地区气溶胶主要组分,减小辐射传输计算和卫星遥感应用中由于气溶胶模型误判造成的误差,分别取大陆型、背景沙漠型、体积百分比自定义模型和两种动态气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时段的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2010年在新疆博斯腾湖地区测量的太阳光度计数据,结果显示该地区在测量时段较为符合体积百分比自定义模型,沙尘性粒子体积百分比均在88%上,符合当地靠近沙尘源地和测量时段浮尘天气频发的实际情况。