海洋生物过程在海洋吸收大气二氧化碳中的作用

使用一个包括浮游生物（植物、动物和细菌）和无生命氮（有机碎片、溶解有机氮、硝酸盐和铵）的食物网来描述发生在海洋上层的生物过程。并将该生物模式分别用在佛罗里达海峡的一个固定位置和从佛罗里达海峡（２４°Ｎ,８０°Ｗ）流经挪威海（６８°Ｎ,１０°Ｅ）（扩展湾流体系,ＥＧＳＳ）的一个水块中,研究了海洋中上述的生物过程对水块吸收大气二氧化碳的影响。水块模式的结果十分明显地表明了海洋中的水华季,比包括浮游植物－浮游动物－硝酸盐体系得到的峰陡,结果更合理。扩展湾流体系中平均净初级生产力为４３ｇＣｍ－２ａ－１,小于观测值。模拟的总碱度,总二氧化碳和二氧化碳分压落在观测值的范围内,在水块吸收大气ＣＯ２的总量中生物泵的作用约占１６％。     

全球海洋模式中CFC-11吸收对次网格尺度混合参数化的敏感性

以描述中尺度涡旋对示踪物的输送作用为目的的湍流混合方案GM90经证明对海洋模式的模拟能力较以前的湍流混合方案有较大的提高.该方案涉及到两个主要参数:等密度面扩散系数(A_I)和等密度面厚度扩散系数(A_ith).该文的目的就是利用中国科学院大气物理研究所(IAP)全球海洋环流模式L30T63研究以上两个系数取值大小对主动示踪物(温盐)以及被动示踪物(CFC-11)海洋分布的影响.实验结果表明这两个系数的取值可明显改变大洋温盐垂直分布以及海洋对CFC-11的吸收,且两个系数在其中起到的作用有很大的差异.从几个剖面的分析结果可知,总的来说,AI的增加使得CFC-11主要储存区的模拟结果更接近观测资料,而A_ith的增大使得模拟结果变差.     

用因子分析法研究大气气溶胶的来源

本文简要介绍了因子分析法的统计学基础.提出了一种因子分析与经验正交变换相结合的分析方法.用这种方法研究了1980年3月在北京北郊用条式滤膜采样仪采样,用质子荧光法进行元素分析所得到的16种元素,40个样品的资料.得到了土壤尘加燃煤烟尘、汽车废气、石灰水泥粉尘、硫酸盐、草木燃烧、石油化工和海盐粒子等7种气溶胶来源对北京北郊大气气溶胶的相对贡献以及这些源的元素成分廓线.     

北京地区的非酸性降水和气溶胶

本文计算了降水与大气CO_2和SO_2处于平衡态时,干净地区和污染地区的降水酸度。结果是,中纬度干净地区降水的pH值在5以下。在气溶胶浓度较高的北京地区,由于气溶胶中的氯化物和CaO与降水中的酸性物质反应,降水的pH值增加。降水pH值与云中液态水含量、降水量以及气溶胶中Cl和Ca的浓度有关。用这种机制可以解释在SO_2和气溶胶浓度都很高的北京地区所观测到的非酸性降水。     

大气化学

大气化学是大气科学的一个新的分支学科。在20世纪40年代以前,大气科学的研究集中在大气中发生的宏观现象和物理过程上,大气被当成化学稳定的物理体系。那时,人们只定量地测量过大气的主要成分,即N_2,O_2,惰性气体、平流层臭氧、二氧化碳和水汽。第二次世界大战以后,随着光学、分子光谱学和光学探测、光谱分析技术的发展,高分辩率太阳光谱的观测分析不断揭示出新的大气成分,如CH_4,N_2O,CO,H_2,NH_3,SO_2等微量气体和气溶胶粒子。此后,     

我国华中地区稻田甲烷排放特征

本文主要讨论地处我国华中水稻生态区的湖南红壤稻田的CH4排放特征。稻田CH4排放的日变化都有一致的规律，即在下午16:00左右出现最大值；CH4排放的日变化幅度与天气条件和水稻植物体有关；CH4排放的日变化与温度日变化的相关性很好（R>0.90）。早稻和晚稻的CH4排放季节变化规律有明显的差别，这主要是由于早、晚稻水稻生长期间的天气特别是空气温度变化的差异引起的，早稻CH4排放率在水稻生长中期（6月）略大，而晚稻在水稻移栽后几天内CH4排放就达到整个季节中的最大值，以后随时间逐渐降低；缺水会使CH4排放率明显降低，而且在重新灌水后相当长时间内CH4排放率没有回升；CH4排放在全有机肥的田中最大，然后依次是常规施肥、全沼渣肥及化肥田；尿素、氯化钾和复合肥的多施可降低稻田CH4排放率；不同施肥田中CH4排放率的温度效应不同；施肥是控制CH4排放的一种可行手段；在整个晚稻生长季节中瞬时CH4排放率与瞬时温度呈明显的指数关系；在1991年双季水稻生长季节中，稻田中CH4的排放量为67.96 g·m-2，其中早稻的CH4排放率为0.36 g·m-2·d-1，晚稻为0.48 g·m-2·d-1。     

中国CH_4排放量的估算

1987—1989年用自动连续采样分析设备对杭州地区的稻田CH_4排放进行了三年连续观测,1988—1990年用定期采样、分析方法对四川乐山地区的稻田CH_4排放进行了三年观测.发现稻田CH_4排放率有很大的日变化、季节变化和年际变化,这些变化主要是由土壤特性、水稻生长状况以及气象条件的变化造成的.不同地区稻田CH_4排放率差别很大,变化规律也不同,这种差别主要是由土壤特性,水稻品种及气候条件的差别造成的.根据现有观测资料,估计中国稻田CH_4年排放总量为17×10~(12)g.对沼气池的CH_4泄漏进行了三年系统观测研究,发现沼气池泄漏变化范围很大,但泄漏量总起来都很小,中国1000万个沼气池不构成大气CH_4的重要源.根据沼气池的泄漏估计了农村堆肥的CH_4排放量为3.2×10~(12)g/a;根据城市、稻田附近和沙漠地区大气CH_4浓度的测量结果推算了城市CH_4排放量;根据反刍动物消耗食物总量估计了反刍家畜的CH_4排放量;根据瓦斯排放资料估计了煤矿CH_4排放量;根据文献资料估计了中国天然湿地的CH_4排放量.最后估计了中国各种源的CH_4排放总量及未来变化趋势.1988年中国CH_4排放总量为40×10~(12)g,其中一半以上来自稻田.2000年中国CH_4排放总量可达45×10~(12)g,主要是反刍动物和煤矿排放量增加.     

地面臭氧的变化规律和计算方法的初步研究Ⅰ.紫外波段

通过对广州鼎湖山近地面O3、NOx、太阳辐射、气象参数等项目的观测和理论分析,研究了地面O3与NOx等微量气体及太阳辐射的变化规律,详细讨论了紫外波段、不同天气条件地面O3与NOx,光化学反应、气溶胶、光化辐射等之间复杂的关系.用光能量传输与守恒的观点来考虑大气中与紫外辐射有关的主要过程,并以此来研究大气光化学过程中所遵循的能量规律,建立了一个简单、实用、省时的统计模式,用于计算地面O3浓度.结果表明,不同情况下计算值与观测值均吻合较好.     

大气甲烷浓度长期变化及未来趋势

应用初步建立的全球二维大气化学模式,对工业革命以来甲烷的长期变化进行了模拟研究。模式将CH4、CO和NOx排放源方案进行了参数化。在考虑了CH4排放源以及对OH浓度有重要影响的CO和NOx排放源的长期变化的基础上,模拟了CH4和OH浓度自1840年到20世纪90年代的长期变化趋势。结果表明,工业革命前的大气甲烷体积分数和年排放总量分别为760×10-9和280Tg,1991年大气甲烷的体积分数和年排放总量分别为1611.9×10-9和533.9Tg。而对流层中OH的数密度则由1840年的7.17×105cm-3变化到1991年的5.79×105cm-3,下降了19%。如果CH4、CO及NOx这三种排放源继续按给定的方案增长,那么到2020年大气甲烷的体积分数和年排放总量将增加为2090.7×10-9和966.2Tg,而OH的数密度将为5.47×105cm-3,比1840年降低24%。     

亚热带森林非甲烷碳氢化合物的研究——Ⅰ.季节变化(钢瓶采样)

对中国亚热带森林地区的非甲烷碳氢化合物（ＮＭＨＣ）进行了一年多的钢瓶采样，并利用气相色谱仪对空气样品进行了分析，得到了大量ＮＭＨＣ的实测资料以及它们的季节变化规律和相互之间的关系。研究表明，ＮＭＨＣ的主要来源是当地植物的排放。对异戊二烯及其影响因子进行了详细研究。