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.     

近年来大气气溶胶模式研究综述

该文对当前大气气溶胶模式的发展和应用作了简单的回顾和评述, 介绍了较流行的几个气溶胶热力学平衡模式和适用于城市-区域空气质量研究的气溶胶模式的特点, 并对发展一个完全的气溶胶动力-化学模式的复杂性进行了探讨, 指出未来气溶胶模式发展和改进还需要在有机气溶胶的形成和转化机制, 云、雾等条件下气溶胶的形成和转化, 以及复杂的气溶胶物理、化学过程与区域、全球模式的耦合等几个方面进行研究。     

北京市区大气气溶胶散射系数亲水增长的观测研究

利用自制的"进样气流湿度调节"装置,2005年12月7-22日在中国气象局科技大楼测点(记为CAMS)对北京市区冬季气溶胶散射系数随湿度的变化关系进行了观测试验,结果显示,观测期间北京市区气溶胶散射系数亲水增长因子f(U)(定义为一定湿度下的气溶胶散射系数与"干"气溶胶散射系数的比值)在湿度从低到高的变化过程中,主要表现出"平滑连续"的增长特点.总体上,当相对湿度(U)从小于40%增大到93%左右时,平均气溶胶散射系数亲水增长因子可达2.10,而平均散射系数亲水增长因子f(U=80%±1%)为1.26±0.15.按照污染情况把观测期间划分为"相对污染"时段和"清洁"时段,则在"相对污染"情况时,北京市区CAMS测点的气溶胶散射系数增长因子f(U=80%)大约为1.48,而在"清洁"时段约为1.2.与国外有关观测相比,北京冬季"清洁"时段气溶胶的散射系数亲水增长因子f(U=80%)在数值上与生物质燃烧型和扬尘类型气溶胶的亲水增长相似.反映了在不同天气背景下北京市区的气溶胶类型有不同的特点.     

2006年北京春季气溶胶吸收系数的分离研究

对2006年春季北京城区大气气溶胶中沙尘和黑碳气溶胶吸收系数的波长指数及其对总吸收系数的贡献进行了估算。结果表明：2006年春季北京城市地区测点,黑碳气溶胶吸收系数随波长的变化呈指数递减,假设某些天的气溶胶吸收无沙尘的贡献,估算的波长幂指数a＝-0.92。另外,计算了北京3次浮尘天气下沙尘气溶胶对吸收系数（520 nm波段）的贡献,计算表明,在浮尘天气影响期间,沙尘气溶胶对吸收系数的贡献平均为32.8%,黑碳气溶胶仍是浮尘影响期间城市气溶胶吸收消光的主要物质。     

多维天然气水合物开采模拟试验系统的研制与初步应用

为研究天然气水合物的合成及分解特性、储层的开采特性以及开采过程中的出砂防砂等问题,自主研制了一套多维天然气水合物开采模拟试验系统。该试验系统主要由气体注入系统、稳压供液系统、蒸汽或热水注入系统、一维/二维/三维模型、回压控制系统、出口计量系统、数据采集控制处理系统等组成。该试验系统的主要特色如下:(1)将高压玻璃做成的一维反应釜外壁和高清摄像头结合达到可视化的目的,监测中低压力下水合物的合成、分解情况以及开采过程中砂粒的运移情况;(2)采用自主研发的双缸恒速恒压泵控制回压阀,使得整个降压开采过程中反应釜中的压力能够实现高精度的均匀减小,达到分段缓慢降压的目的,避免水合物的二次生成,使产气速度更加均匀。以不同粒径的石英砂、去离子水和纯度为99.9%的甲烷气为原材料,开展了一维相平衡试验和二维降压开采试验,通过以上初步应用验证了该试验系统的可靠性。     

WMO区域本底站气溶胶特征分析*

文章通过2002年8月12~27日和2003年7月20日~8月1日在浙江临安县的WMO区域空气污染本底站临安站所采集的气溶胶样品的质量浓度,水溶性离子,有机碳/元素碳(OC/EC)及部分化学元素的特征分析,并与1991年夏季(8月22~28日)气溶胶的某些特征比较,初步研究结果为:1991年至2003年夏季的气溶胶TSP,PM11和PM2.1浓度均呈现出减少的趋势,但是PM11/TSP和PM2.1/PM11则有增加的趋势。1991年、2002年和2003年PM11/TSP的值为90 % 左右,PM2.1/PM11 分别为46.52 % , 69.33 % 和72.29 % ,说明气溶胶以小粒子为主,小粒子又以细粒子为主。1991年、2002年和2003年浓度最高的离子为SO^2-₄,其次为NH^＋₄。其中SO^2-₄占所测离子浓度的百分数分别为65.39 % ,57.75 % 和57.27 % ,并且主要以(NH₄)₂SO₄,(K)₂SO₄和(Na)₂SO₄的形式存在。各离子浓度占所测离子浓度的百分数基本上不随年代变化,具有一定稳定性。2002年和2003年气溶胶中的OC浓度分别为29.91μg/m³和14.14μg/m³,均为各自的组分之首。2002年和2003年OC的比值PM2.1/PM11分别为64.63 % 和77.71 % ,EC的比值PM2.1/PM11分别为69.89 % 和87.17 % ,可见气溶胶中OC和EC主要存在于PM2.1的粒子中。元素富集因子分析表明,自然源与人为源对气溶胶中的元素都有重要的贡献。主因子分析结果显示PM2.1和PM11元素源基本相同,自然源主要是地壳、土壤尘和海盐, 人为源主要是煤飞灰(煤和焦碳)、冶炼工业和道路机动车辆的排放、废物处理、垃圾焚烧及建筑工业粉尘等。     

2005年中国酸雨时空分布特征

根据中国气象局酸雨站网的观测资料,分析总结了2005年全国降水酸度（酸雨）的时空分布特征,包括年均降水pH值和酸雨发生频率,统计了酸雨逐月变化情况和各省酸雨总体变化趋势;将2005年全国酸雨状况与2004年的状况进行比较,结果认为,2005年全国酸雨污染形势趋于加重。另外,对近3 a来部分台站降水的pH值明显降低的趋势进行了统计和分析。     

湍流高阶矩模式中的参数研究

该文为高阶矩湍流方程组的二阶矩闭合方案提供了参数组选择。此参数组是用近地层实测资料结合湍流方程二阶矩闭合方案推算出的。然后，将其与Mellor等人在实验室所得的参数组分别代入湍流二阶矩闭合方程组拟合，得动量(ΦM(ξ))、热量(ΦH(ξ))与稳定度(ξ)的二组关系曲线，可见此二组曲线几乎重合，且与Businger野外近地层实测结果符合较好。拟合的垂直速度方差((W*2)1/2(ξ))、温度方差((θ*2)1/2(ξ))与ξ的二组关系曲线相对于UTAH资料，所得曲线偏差比Mellor曲线偏差小得多，而相对于KANSAS资料，所得曲线偏差稍大于Mellor曲线。     

北京及周边地区2013年1—3月PM2.5变化特征

2013年1—3月北京及周边地区雾、霾高发,气候特征异于常年。利用2013年1—3月北京及周边地区6个地面观测站观测资料,研究PM_2.5和黑碳 (BC) 的质量浓度、区域分布特征及气象要素的影响情况。结果表明:北京及周边地区PM_2.5污染呈区域性高值、污染局地积累以及由南向北输送的特征。北京上甸子站在雾、霾与清洁期间BC与PM_2.5质量浓度的比值分别为7.1%和10.3%,雾、霾期间低于清洁期间;而河北固城站在雾、霾与清洁期间BC与PM_2.5质量浓度的比值分别为17.5%和11.9%,雾、霾期间明显高于清洁期间。二者相反的比值特征反映在清洁的下游地区雾、霾过程中二次生成的气溶胶所占比例较污染的上游地区偏高。     

北京风沙天气的气溶胶特征

利用常规气象观测资料、卫星云图以及1988、1990、1992、1993、1995、2000年等年北京风沙天气期间所采集的气溶胶样品的分析结果,研究了北京的风沙天气分布特征,风沙期间大气污染状况,产生风沙天气的主要原因及沙尘的来源等.初步得出北京的风沙天气主要出现在春季,是造成春季大气污染的重要原因之一;北京春季风沙天气是由沙尘暴、浮尘和扬沙造成,但以扬尘引起的频率为最高,占71.4%;风沙期间大气气溶胶与无风沙时气溶胶的物理化学特征有明显的差异;大气气溶胶的物理化学特征显示出,风沙期间的大气气溶胶主要来源于自然源,以局地尘源为主,人为排放的气溶胶作用相对减弱.