大气成分观测与服务中心的主要进展

在大气化学实验室以及大气本底、酸雨和沙尘暴等观测站网长期工作基础上，作为“大气成分轨道”的主要牵头实施单位，大气成分观测与服务中心积极按照中国气象局业务技术体制改革总体方案精神，按照“立足现有、统筹规划、重点突出、分步建设”基本思路，设计建设大气成分研究型业务体系，保证了各项科研、业务和服务工作的顺利开展。目前初步形成了12个研究和业务团队：气溶胶、温室气体及相关微量成分、反应性气体与大气光化学、臭氧与辐射、酸雨、边界层、数值同化、大气成分数值模拟、化学输送数值模拟、大气成分气候效应、大气成分反转数值模拟、常规预报要素分析。2005年在研和新获准的各类国家级和省部级科研项目达30多项。对原有的观测站网和大气化学实验室进行升级改造、增容及整合，重新布设了基本覆盖全国范围的30个大气成分观测站。按照国家科技基础条件平台发展规划，牵头实施“国家大气成分本底观测研究台站体系建设”。中国气象局4个大气本底站（青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山）正式进入国家级野外观测研究台站行列；完成了2个拟新建本底站（云南香格里拉、新疆阿克达拉）论证试验和可行性研究报告，初步确定了湖北金沙预选本底站站址，即将启动科学论证工作；开展“酸雨观测业务规范”人员培训，大力推进酸雨工作业务化。     

近30年大气化学和大气环境研究回顾———纪念中国气象科学研究院成立50周年

概述了中国气象科学研究院 (简称气科院) 近30年来有关大气化学和大气环境研究成果。该院完成了国家自然科学基金重大项目和科技部973项目等一系列重要研究项目, 做出了许多具有重大创新性的成果:在青藏高原发现“臭氧低谷”, 这一重大发现列为当年中国10大科技成果之一; 首次把环境、生态、气候几个重要领域进行综合研究, 发现人类活动对环境造成的变化改变了生态环境状态, 最终对区域气候造成影响; 对北京市大气污染机理和调控原理进行了深入研究, 在三维立体观测基础上, 提出了点-面结合与统计-动力综合分析, 地面观测-卫星遥感分析方法及模式新技术等, 获取了解决大气环境领域关键技术难点的创新成果; 建立了全球第一个大陆大气本底基准观象台即瓦里关本底台, 开创了我国全球大气本底业务观测等。几十年来气科院大气化学研究工作几乎涵盖了当前大气化学所有重要领域及其前沿学科, 其中包括温室气体、臭氧和反应性气体、气溶胶、酸雨、模式的发展及应用、空气质量预报技术和环境评价等。气科院大气化学研究工作是和中国气象局大气成分监测站网建设密不可分的, 广大科研人员参加了诸如大气本底站网、酸雨站网、臭氧站网、沙尘暴站网等业务站网的建设, 与此同时也构建了大气化学科研平台。     

一次深对流过程对不同溶解度大气化学气体成分垂直再分布作用的模拟

结合MEIC大气污染物排放源清单,利用耦合了大气化学模式的中尺度气象数值模式WRF-Chem,对2016年5月6日广东地区一次深对流天气过程及其大气化学气体成分变化进行模拟,着重研究深对流系统对大气化学气体成分再分布的影响。结果表明:数值模拟较真实地再现了这次深对流天气过程中大气污染物的时空分布特征。通过计算,评估了这次对流降水对不同溶解度的大气污染气体的湿清除效率,发现湿清除过程对低溶解度大气污染气体CO、NO_2和O_3的湿清除效率几乎可以忽略不计,而对SO_2、H_2O_2和HNO_3的湿清除效率则分别达到50.8%、98.6%和38.2%。随着溶解度的增大,清除效率并不一定增大,这是因为大气物理和化学过程共同影响着气体污染物的清除效率。     

华南区域大气成分业务数值预报GRACEs模式系统

总结了华南区域大气成分数值预报GRACEs模式系统的业务发展进程,系统介绍了GRACEs模式的计算域、气象驱动场、输入排放源、计算平台与产品应用,报告了GRACEs模式的业务预报性能。概述了国内外大气成分数值预报模式的发展现状与趋势,介绍了新版CMAQ模式Ver5.1的化学机理,及其在光化学、气溶胶化学、源排放、化学与气象双向反馈机制等方面的重要更新。GRACEs模式系统预期将在本地精细化气象模式、污染源本地化、化学机理以及初始场同化等方面进一步研究,深入开展华南区域"一体化"大气成分模式系统的研发与应用。     

中国气象科学研究院参加2008奥运气象服务演练

中国气象科学研究院大气探测研究所、大气成分观测与服务中心、数值预报中心3个单位参加了奥运气象工作。我院的奥运雷电预警预报系统、紫外线强度等级预报及防护措施、大气成分数值预报及城市空气质量等级预报、北京与青岛的酸雨情况评估和成因分析预报的预报服务产品参加了奥运气象服务演练。     

酸雨监测评估、CAPPS-3和紫外线预报应用推广圆满完成

2007年,在中国气象局轨道业务项目的支持下,中国气象科学研究院大气成分观测与服务中心圆满完成了将酸雨监测评估、CAPPS-3和紫外线预报业务向省级推广的任务.酸雨监测评估业务主要推广到酸雨污染比较严重的广东、广西、贵州、湖北、福建、四川、重庆和河南8省(区、市),另外,湖南、云南、江苏、山东等省也积极响应.     

大气成分业务进展

2007年,大气成分中心以稳步推进大气成分、沙尘暴观测站网业务化为目标,在中国气象局的布署和安排下,不断加强和完善站网的监测、运行和保障能力,形成了覆盖我国关键和典型地区的大气成分、沙尘暴和酸雨观测网络,基本实现了长期、多区域、网络化观测.     

酸雨和酸沉降

酸雨和酸沉降是大气受污染的一种表现,指用以表示溶液的酸度或碱度的PH值小于5.6的雨雪或其它形式的大气降水,因为最早发现的是酸性的降雨,所以习惯上统称为酸雨.酸雨的形成是一种很复杂的大气化学和大气物理现象.酸雨中含有多种有机酸和无机酸,其中绝大部分是硫酸和硝酸.是由于燃烧煤和石油以及金属冶炼等,人为排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物转化而成的.酸雨对生态环境有害,酸雨可使湖泊、河流酸化,水生物减少或中毒死亡.酸雨抑制土壤中有机物的分解,使土壤瘠化,影响植物的生长发育.酸雨还腐蚀建筑物,金属结构和雕塑,并且污染地下水源,对人体健康产生有害影响.控制酸雨的根本措施是对工业污染进行治理,减少有害气体的排放.     

大气成分网络化观测结果的分析、评估和服务

2004年起，中国气象局在北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山区域本底站先后开展了包括大气气溶胶、反应性气体等在内的业务观测。2006年初中国气象局充分利用已有站网，结合国家大气成分本底台站的建设以及大气成分预报业务的发展急需，在全国14个关键区域布设了包括7个大气本底台站在内的30个大气成分观测站，形成了全国大气成分观测网（图1）。     

大气成分中心为"好运北京"环境交通测试提供详细大气成分评估产品

大气成分中心积极组织参加2007年8月8～21日"好运北京"环境交通测试,完成机动车减排评估任务.不仅利用自动气象站等提供气溶胶和臭氧的在线观测,还利用CUACE/Aero.CUACE/Gas数值预报系统提供多种气体、气溶胶的数值预报分析产品,还提供天气背景和卫星反演大气成分产品的分析.