中国大气本底条件下不同地区地面臭氧特征

分析了晴天和阴天时瓦里关本底台、临安和龙凤山本底站地面 O3浓度的特点。晴天时 ,临安站地面 O3有明显日变化 ,以春季最大 (42 .9× 1 0 - 9) ,夏季最小 (2 0 .3× 1 0 - 9) ;龙凤山站日变化更规则 ,秋季最大 (约 2 7× 1 0 - 9) ;瓦里关本底台除了夏季有微弱日变化外 ,其它季节没有明显的日变化 ,日较差也很小 ,但夏季地面 O3浓度显著高於冬季 ;夏季晴天瓦里关地面O3浓度要比龙凤山、临安高 2 0× 1 0 - 9以上。阴天时 ,临安和龙凤山站除了日变化不很规则和日较差较小外 ,其它大致与晴天相同。阴天时瓦里关不仅没有日变化 ,而且日较差更小 ,但夏季地面 O3仍然高於冬季。太阳总辐射和 NOx 浓度是控制龙凤山和临安晴天和阴天地面O3浓度的决定性因子 ,它在不同季节和地区发挥着重要作用。夏季青藏高原周围地区气流向高原输送作用 ,是形成夏季瓦里关地面 O3高值以及微弱日变化的主要原因。在美国 MaunaLoa基准站也曾观测到类似的输送影响。O3在低对流层随垂直高度增加的分布特征 ,决定了东西部测点地面 O3的差异     

临安区域大气本底站温室气体研究进展

为研究我国长江三角洲区域温室气体本底浓度变化的时空分布特征,自2006年以来,临安区域大气本底站开展了温室气体瓶采样的观测实验。2008年开始,陆续开展温室气体在线观测项目。观测结果将探明我国长江三角洲区域温室气体浓度时空分布、变化趋势、源汇特征。     

输送对区域本底站痕量气体浓度的影响

利用HYSPLIT4轨迹模式计算了临安、上甸子和龙凤山区域大气本底站2005年7月-2007年6月的气块后向轨迹, 并通过聚类分析取得了各站点平均轨迹的空间分布和季节变化等结果。将各站点同期观测到的O₃, SO₂, NO_x和CO浓度通过滑动平均法去除季节变化, 取得其短期变化信号, 并将轨迹与这种短期变化信号对应, 比较真实地反映了排放源空间分布和轨迹移动特性对污染物浓度的影响。研究结果表明:移动高度高、速度快的气块不利于污染物积累, 对站点污染物起清除作用。但个别来自高空的轨迹会将富含O₃的气块输送到地面, 从而使站点O₃浓度升高。各站均有大约50%~60%的轨迹输送污染气块, 导致站点气体浓度升高。临安站的污染主要来自S-SW和N-SE扇区; 上甸子站的污染最主要来自SE-SW扇区, 其次来自N-SE和W-N扇区; 龙凤山的污染主要由来自S-WSW扇区。     

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。     

大气本底监测项目中《地面臭氧监测系统》技术

瓦里关地面臭氧监测系统运行十年来，随着对仪器原理及技术性能的日渐熟悉，在仪器的日常检查、维护等方面积累了大量的直接经验，及时总结了多年来的工作经验，制定了本底台大气特种监测项目《地面臭氧监测系统》技术手册，经中国气象科学研究院专家的审定，现已投入本底台业务监测中使用。     

阿克达拉区域大气本底站反应性气体在线观测

为了促进大气成分业务观测水平的提高,对阿克达拉区域大气本底站新建设的NO_x、SO_2、CO和O_3 4种反应性气体集成观测系统的构造、功能以及质量控制方法进行了介绍,分析了在站址科学论证期间观测到的O_3和CO的浓度水平和变化特征,并与其他本底站的观测结果进行了比较,给出了新观测系统的一些初步观测结果。结果表明,阿克达拉站观测到的O_3和CO的浓度水平及其变化特征有别于中国东部几个大气本底站的观测结果,反映了该站与其他站的差异;新的观测系统自动化程度较高、易于实现质量控制,其性能指标能够满足该偏远站点观测的需求。     

阿克达拉大气本底站CO质量浓度变化特征分析

采用阿克达拉大气本底站2012年1月1日-2017年12月31日1 min观测1次的CO资料,统计分析CO质量浓度在日内、日际、月际、季节和年际时间尺度下的变化特征,结果表明:阿克达拉日内、日际、月际、季节与年际时间尺度下的CO质量浓度变化波动均较为剧烈;年平均CO质量浓度在6年内整体呈逐年减小趋势;季节变化呈现冬季大...     

金沙大气本底站酸雨观测质量考核的质量控制

酸雨水样测量结果的准确性对于研究酸雨时空分布、治理和防治十分重要.湖北金沙大气本底站现用质量控制的极值法和比较法,无法保证酸雨观测数据的准确度.结合金沙大气本底站多年的考核工作情况,从酸雨样品考核的目的和评分标准、测量误差的分类、酸雨测量误差的来源等方面进行分析,提出酸雨测量的质量控制方法,有利于台站提高酸雨观测质量的...     

上甸子大气本底站太阳辐射观测数据的质量评价

采用了基准地面辐射观测网络(BSRN)推荐的辐射观测数据质量评价方法,对2005年上甸子大气本底站太阳辐射观测数据进行了质量评价,并通过分析晴空地面太阳总辐射观测值与计算值之间的均方根误差和变差系数来替换BSRN质量评价方法中的"辐射观测值序列的目视"检验步骤.结果表明,通过前3步检验的直接、散射和地面太阳总辐射数据的百分比,除7月和8月外其他月份均在95%以上;地面向上辐射除3、4、7、8和11月在74.7%～85.5%之间外,其他月份均在91%以上.通过前3步检验的晴空地面太阳总辐射观测值与计算值之间的均方根误差均在23.5 W·m-2以下,除11月和12月外其他月份的变差系数均在0.05以下.     

阿克达拉大气本底站紫外辐射特征及影响因素分析

利用阿克达拉大气本底站基准辐射观测站紫外辐射UV-A和UV-B数据,分析阿克达拉大气本底站紫外辐射和UV-B在不同时间尺度、云量和降水过程的变化特征。结果表明：阿克达拉大气本底站全年紫外辐射年总量达到321.1 MJ/m2,年均日曝辐量为0.88 MJ/m2,UV-B年曝辐量为5.3 MJ/m2,紫外辐射年平均值占总辐射年平均值的比例为5.6%。紫外UV和紫外UV-B的辐射强度的季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季。夏季紫外辐射曝辐量是冬季的2.79倍;UV-B夏季平均日曝辐量是冬季的8.10倍。积雪导致紫外辐射及占总辐射比值增大,积雪期与非积雪期紫外辐射占总辐射比值均值分别为6.53%和5.83%,积雪使地面紫外辐射增加25.89%。在多云与阴雨时可能由于水汽作用大量吸收波长较大的红外辐射致使紫外辐射与总辐射的比值较大。     

上甸子本底站卤代温室气体大气浓度短期波动的个例分析

利用轨迹分析法、印痕分析和流场分析法,结合上甸子站卤代温室气体H-1301、HCFC-22、CFC-11和SF6在线浓度观测数据,选取2012年9月7-12日上甸子测站卤代温室气体浓度短期波动典型个例进行分析.轨迹分析结果表明：7日12时,污染发生前,气团主要来自较远的偏西北、偏北方向,水平输送距离长,移动迅速,垂直高度高,对应的卤代温室气体浓度偏低,H-1301、HCFC-22、CFC-11和SF6的体积分数分别为4x10-12、350x10-12、260x10-12、10x10-12;9、10日有一定比例的气团在测站的偏南区域近地面回旋打转,水平输送距离短,垂直高度低,在边界层内缓慢移动,不利于污染物在边界层内扩散,导致卤代温室气体浓度偏高,对测站浓度的短期抬升贡献较大,9日12时H-1301、HCFC-22、CFC-11的峰值体积分数分别达到45x10-12、1 200x 10-12、310x10-12,10日03时SF6的峰值体积分数达到28x10-12;11日西南方向回旋气团消失;12日气团完全来自较远的西北方向且轨迹移动较快.印痕分析与轨迹分析结果一致：7、8日敏感性系数较高区域主要分布在测站以北,9、10日敏感性系数较高区域分布在测站偏南,11、12日测站偏南的敏感性系数较高区域消失.流场分析结果表明：9、10日环流形势有利于污染物在测站区域累积,造成测站浓度的短期抬升.     

金沙本底站空气质量与颗粒物浓度变化特征分析

利用华中区域代表性站点金沙国家大气本底站2007—2018年的PM2.5、PM10颗粒物质量浓度数据,2019年3月—2019年6月反应性气体数据,对华中区域空气质量进行整体评价,并分析了颗粒物浓度的变化特征及其影响因素.结果表明,反应性气体CO、SO2、NO、NO2质量浓度其日平均最大值、平均值均达到一级标准,O3日...     

根据Dobson和TOMS资料分析北京和昆明大气臭氧总量变化特征

用约２０年 Ｄｏｂｓｏｎ和ＴＯＭＳ资料来分析北京（３９.９３°Ｎ，１１６.４０°Ｅ）和昆明 （２５.０２°Ｎ，１０２．６８°）两地大气臭氧总量的变化特征，结果表明：（１）在１９７９－２０００年间北京大气臭氧长期变化趋势是－０．６４２ ＤＵ／年，而昆明在１９８０－２０００年间的趋势是－０.００９ ＤＵ／年；（２）北京和昆明两地大气臭氧都有很强的季节内变化（尤其冬季更强），与季节性变化强度相当；（３）在北京和昆明，由记录较短的大气臭氧资料分析得到的长期变化趋势，与较长记录得到的结果有显著差异；（４）在北京（中纬度）和昆明（低纬度）大气臭氧都有显著的准两年振荡信号；（５）两个站点大气臭氧的年际变化主要由长期趋势项和准两年振荡信号组成；（６）Ｄｏｂｓｏｎ仪测量得到的臭氧总量与ＴＯＭＳ资料非常一致。     

影响华北重度和轻度高温热浪的大气背景场差异分析

首先识别了1961—2020年华北地区的高温热浪事件,在此基础上筛选出重度和轻度高温热浪事件多发年份,对比分析了重度和轻度高温热浪事件的时空变化特征以及大气背景差异。结果表明,重度和轻度高温热浪发生频次的高值区分别位于华北北部和中南部。自20世纪60年代以来,华北重度和轻度高温热浪事件频次均呈现显著的增长趋势,其中重度高温热浪事件频次的增加更为明显。对应华北重度高温热浪事件多发,东亚中纬度地区为准相当正压结构的异常反气旋性环流控制,华北地区位于异常反气旋性环流的东南部。在该异常环流背景下,华北地区上空呈现异常下沉运动、云量偏少、大气整体偏干。在异常下沉绝热增温的同时,晴朗干燥的配置有利于更多的太阳辐射到达地表,相应的向上长波辐射和感热通量增加,进一步加热近地表大气。在华北轻度高温热浪事件高发年,华北位于异常反气旋(东南侧)和气旋(西北侧)性环流之间,主要受异常西南风控制。异常西南风向华北输送暖平流加热大气的同时,增加了华北上空的水汽。偏多的水汽捕获更多的长波辐射并反射至地表,利于气温升高。     

Observational study of surface ozone at an urban site in East China

In this study, we present the observational data of near surface ozone and some meteorological parameters during 2004, at an urban site (36°42′ N, 117°08′ E, 34.5 m a.s.l.) of Jinan, China. Hourly ozone concentrations exceeding the standard value of China, 100 ppbv, were observed for 65 h (in 23 days) from April to October, and values exceeding US NAAQS (National Ambient Air Quality Standard) for 1 h ozone, 120 ppbv, were observed for 15 h (in 7 days) from late May to early July. Ozone formation presented the phenomenon of “weekend effect”, especially in summer. Monthly variation of ozone coincided with temperature except for July and August. The low ozone levels in July and August may be due to the short sunshine duration and much rainfall during this period. Among these meteorological parameters, daily averaged ozone shows a significant correlation with temperature (r = 0.66) in the year and with relative humidity (r = − 0.75) in summer. Throughout the year, high ozone concentrations were mainly associated with the wind from 180 to 247.5°, while high ozone concentration seemed to have no obvious correlation with a given wind direction in summer. An anomalous nocturnal high ozone episode during 23–25 May 2004 was investigated. Growth fractions of ozone during the nighttime episode were 62.2% and 71.1% for 23 and 24 May, respectively. Synoptic analysis shows that favorable synoptic condition had presumably elevated the background ozone level in this region. Backward trajectory analysis shows that the increase of ozone concentration and the relatively constant high ozone concentrations during the night of May 23 might originate from the transport of ozone rich air mass above boundary layer. Transport of ozone from Yangtze Delta and East Central China might be a significant process for the high ozone level during night May 24 at Jinan.     

Collection and analysis of atmospheric ozone samples

Anomalies found in the isotope ratios of ozone are traceable to the ozone formation process. Metastable electronic states may be responsible for the preferred production of the heavy molecules. While laboratory isotope data and first tropospheric results agree well in the magnitude of isotope enrichments, stratospheric measurements show often higher values. Only through the collection of ozone samples can sufficiently large amounts of gas be obtained to analyze the three isotopes ⁴⁸O₃, ⁴⁹O₃, and ⁵⁰O₃. Collector systems have been developed and successfully operated in the troposphere and in the stratosphere. They will play in the future an important role in atmospheric oxygen isotope studies.     

中国4个国家级野外站大气CH4本底浓度变化特征

CH4是仅次于CO2的重要温室气体。2006年9月至2008年8月期间,按全球大气本底观测要求,在青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山4个国家级野外站开展每周一次空气样品flask瓶采样分析,获得了该地区为期2 a的大气CH4本底浓度资料。结果表明,2 a间瓦里关、上甸子、临安和龙凤山4站CH4浓度年均增幅分别为9.1×10-9、3.8×10-9、21.8×10-9和8.2×10-9;瓦里关站大气CH4浓度增长趋势与全球平均状况较为接近,能较好地反映北半球中高纬度内陆地区大气本底特征;但上甸子站年均本底值相对较低且季振幅偏小,而龙凤山和临安站季节变化规律相似,表现为CH4浓度冬季高而夏季偏低且季振幅较大。     

县级区域自动气象站降水资料查询服务系统的开发与应用

为了给县级气象部门开展强降水警报提供方便实用的操作平台,利用区域自动气象站的降水资料,开发了县级区域自动气象站降水警报与服务系统,该系统可对疑误降水数据进行简易甄审,提供了对降水数据的多种统计查询方法,实现了突发性强降水的自动电话语音警报.该系统自动调用Surfer绘制等值线降水色斑图,自动生成服务文档.通过不同的参数设置可适用于其它县级气象部门.     

Temporal variations in surface ozone and its precursors and meteorological effects at an urban site in China

Continuous measurements of ozone and its precursors including NO, NO₂, and CO at an urban site (32°03′N, 118°44′E) in Nanjing, China during the period from January 2000 to February 2003 are presented. The effects of local meteorological conditions and distant transports associated with seasonal changed Asian monsoons on the temporal variations of O₃ and its precursors are studied by statistical, backward trajectory, and episode analyses. The diurnal variation in O₃ shows high concentrations during daytime and low concentrations during late night and early morning, while the precursors show high concentrations during night and early morning and low concentrations during daytime. The diurnal variations in air pollutants are closely related to those in local meteorological conditions. Both temperature and wind speed have significant positive correlations with O₃ and significant negative correlations with the precursors. Relative humidity has a significant negative correlation with O₃ and significant positive correlations with the precursors. The seasonal variation in O₃ shows low concentrations in late autumn and winter and high concentrations in late spring and early summer, while the precursors show high concentrations in late autumn and winter and low concentrations in summer. Local mobile and stationary sources make a great contribution to the precursors, but distant transports also play a very important role in the seasonal variations of the air pollutants. The distant transport associated with the southeastern maritime monsoon contributes substantially to the O₃ because the originally clean maritime air mass is polluted when passing over the highly industrialized and urbanized areas in the Yangtze River Delta. The high frequency of this type of air mass in summer causes the fact that a common seasonal characteristic of surface O₃ in East Asia, summer minimum, is not observed at this site. The distant transports associated with the northern continental monsoons that dominate in autumn and winter are related to the high concentrations of the precursors in these two seasons. This study can contribute to a better understanding of the O₃ pollution in vast inland of China affected by meteorological conditions and the rapid urbanization and industrialization.     

高温热浪下江苏省典型臭氧污染过程的特征及成因分析

基于环境空气质量监测数据,本文分析了2022年6月14—18日高温热浪期间江苏省臭氧污染过程的时空变化特征,并结合天气形势、WRF-CMAQ模拟和典型城市大气超级站挥发性有机物(VOCs)在线监测数据进行了成因分析。结果表明：高温热浪期间,江苏省13个地级城市臭氧污染超标率达96.9%,中度污染超标率为27.6%,臭氧日最大8 h(MDA8 O₃)峰值质量浓度高达260.0μg·m^-3。南通市、无锡市、苏州市3个典型城市臭氧质量浓度的日变化特征显示,07—13时臭氧质量浓度增长率在27.9%～46.7%,多个时段净增量超过40.0μg·m^-3。利用WRF-CMAQ模型对污染过程进行了数值模拟、过程分析和溯源分析。结果显示,典型城市白天小时平均光化学贡献在24.5～33.0μg·m^-3之间,稳定高值的光化学贡献,叠加持续稳定或突发的传输贡献,导致此次高温热浪下臭氧质量浓度爆发式升高,出现峰值污染。在偏南风的影响下,省外污染源来自浙江省贡献最高,在13.9%～33.8%,其中无锡市和苏州市受浙江省外源影...