利用卫星数据反演中国近海气溶胶浓度及干沉降通量

利用Aqua卫星MODIS光谱成像仪遥感的气溶胶光学厚度(AOD)资料,结合CALIPSO卫星给出的气溶胶消光系数和相对湿度垂直剖面数据,反演了中国近海低层大气气溶胶浓度,并依据水面干沉降模型估算中国近海气溶胶干沉降通量的时空分布,提出了一种订正AOD的方法;使用中国沿海城市气溶胶浓度监测值,在渤海、黄海、东海和南海4个海区拟合得到了4组AOD与PM10质量浓度的线性关系;反演了2014年3月—2015年2月中国近海气溶胶浓度。结果显示,中国近海气溶胶浓度全年均值为38.15μg/m3,渤海比南海高约149%,沿岸海域高出远海约30%,冬春月份高于夏秋月份约3.7%;气溶胶干沉降通量年均值为0.028g·m-2·d-1,同样表现出北部海域高于南部海域、冬春季高于夏秋季的分布趋势。     

海洋大气沉降研究面临的挑战

大气沉降能够为上层海洋提供氮、磷、铁等物质,进而影响海洋生物地球化学循环、海洋初级生产过程和碳封存能力。近几十年来,海洋大气沉降研究一直为大气-海洋交叉领域的研究热点之一,但仍存在诸多问题需要深化认识。本文从大气沉降物质的生物可利用性、大气沉降的营养物质和金属元素供给与海洋初级生产过程响应等方面阐述了海洋大气沉降研究面临的主要挑战。近年来的研究表明:(1)大气沉降对海洋初级生产的影响并不决定于沉降物质的总量,而是溶解态物质的入海量;(2)大气沉降对海洋的影响体现为营养物质和金属元素供给的多样性和海洋初级生产响应的多样性;(3)大气沉降可分为直接大气沉降和间接大气沉降,它们对近海水质的影响不可忽视。本文最后指出,未来的海洋大气沉降研究需围绕以下两个核心命题:(1)大气沉降如何影响近海富营养化过程?包括定量大气沉降对主要海水水质指标的影响;(2)大气沉降如何改变海洋储碳能力、缓解气候变暖?包括定量自然物质和人为物质加富的海洋"施肥"过程的负效应。     

对马海峡水团组成对日本海温盐分布影响的季节及年际变化

基于WOD13(World Ocean Database 2013)的温盐观测资料,分析了对马海峡断面和日本海内一断面上温盐分布的季节变化特征,并利用水团组成混合比的方法探讨了对马海峡断面处的水团组成对日本海内断面上温盐分布的影响的季节和年际变化。研究表明:对马海峡断面上水团组成呈现显著的季节变化。冬季,整个水层被高盐水占据;夏季,对马海峡表层出现高温低盐水,底层为高盐水,次表层为表层低盐水和底层高盐水的混合水体;春秋为过渡季节。日本海断面上,秋季温盐分布最为复杂,表层为高温低盐水,次表层为高盐水,其下为低温高密水。两个断面季节变化对比可以看出,夏季对马海峡断面处的水团组成会影响秋季日本海断面上的温盐分布。夏季对马海峡表层和次表层水是秋季日本海断面表层50m以浅出现低盐水的主要原因;对马海峡深层高盐水主要影响秋季日本海断面50～150m水层,混合比可达0.82;其下为日本海固有水。夏季对马海峡处水团组成的年际变化也会影响秋季日本海断面上温盐分布的年际变化。长江流量较大的年份,夏季对马海峡表层和次表层低盐水的核心盐度值偏低,秋季其在日本海断面上的混合比就高于其他年份;对马海峡底层高盐水在日本海断面上混合比的年际变化则决定于其影响水层上的流场结构和温盐分布。     

简单热带海气耦合模式中的海洋低频扰动

讨论简单热带海气耦合模式中的低频海洋扰动。研究结果表明,挟卷对海洋Ｒｏｓｂｙ波的发展起抑制作用,而平流有利于海洋Ｒｏｓｓｂｙ波的发展;挟卷和平流都有利于与海温距平相对应的扰动Ｕ的发展     

沙尘传输路径上气溶胶浓度与干沉降通量的粒径分布特征

利用2002年春季中国北京、青岛和日本福冈3个地区的分级气溶胶浓度资料,结合改进的Wil-liams模型,分析了沙尘传输路径上空气动力学直径≤11μm气溶胶(PM11)浓度和干沉降通量的粒径分布特征,并估算了黄海海域春季PM11的干沉降通量及不同粒径气溶胶的贡献。结果表明:3个地区PM11浓度粒径分布在非沙尘时期呈双峰分布,两个峰值分别出现在细颗粒(<2.1μm)部分和粗颗粒(2.1～11μm)部分;沙尘时期,3个地区PM11浓度粒径分布均趋于单峰分布,峰值位于粗颗粒部分,并且越靠近沙尘源地,这种趋势越明显。较强沙尘天气时期,粗颗粒部分的浓度峰值粒径从沙尘源地附近到黄海西岸、东岸呈降低趋势,但在一般沙尘天气时期,这种现象并不明显。沙尘时期和非沙尘时期,3个地区粗颗粒的干沉降通量均随粒径增加而增大,细颗粒的干沉降通量随粒径的变化不明显。虽然沙尘时期粗颗粒沉降通量较非沙尘时期有明显增加,但粗颗粒对PM11干沉降通量的贡献与非沙尘时期相比,并没有明显的变化。较强沙尘天气时期,3个地区粗颗粒的干沉降通量明显高于一般沙尘天气时期;细颗粒的干沉降通量较一般沙尘天气时期略有增加。黄海海域春季沙尘时期PM11的干沉降通量约为31.70～58.59mg.m-2.d-1,非沙尘时期约为8.33～15.94mg.m-2.d-1。粗颗粒是黄海海域春季PM11干沉降通量的主要贡献者,约占PM11干沉降通量的94.2%以上。     

亚洲沙尘的远距离输送及对海洋生态系统的影响

亚洲沙尘是全球沙尘的重要组成部分,其环境效应已得到广泛关注,但至今对亚洲沙尘输送/沉降—海洋生态系统响应—辐射活性气体海气交换—间接气候效应这一过程的认识却是非常初步的。亚洲沙尘存在3个主要源区,对其排放强度的认识仍存在较大的不确定性。亚洲沙尘可以通过长距离输送而影响到广大的北太平洋,其传输路径和影响范围决定于沙尘的来源、粒子谱分布与大气环流特征等因素。沙尘沉降是海洋营养物质和污染物质的来源之一,但沉降通量的估算结果仍有待进一步验证,而对海洋生态系统的作用机制及其反馈还缺乏足够的了解。论文在综述国内外相关研究的基础上,提出了“亚洲沙尘与海洋生态系统”（Asian Dust and Ocean EcoSystem,ADOES）研究计划的科学目标和主要研究内容。     

基于UNIX的动态地理目标跟踪技术

介绍了基于UNIX动态地理目标跟踪原理与系统设计思想,详细阐述了一种在UNIX下实现地理信息显示及动态目标跟踪的方法,并根据自己的开发经验介绍了消除闪烁、提高目标显示效果的技术方法。     

2000～2002年青岛地区沙尘天气分析

利用气象台沙尘天气常规观测资料和micaps天气图资料,借助美国国家海洋和大气局(NOAA)后向轨迹模式(HYSPLIT),分析了影响青岛市的沙尘来源、移动路径,以及沙尘粒子的干沉降通量.结果表明:青岛市沙尘天气主要发生在春季,一天中出现沙尘频率最高时刻是14时.影响青岛的沙尘暴天气主要爆发于蒙古国,在境内的浑善达克沙地、科尔沁沙地以及蒙晋冀长城沿线得到加强后到达青岛.影响青岛的沙尘天气移动路径主要是偏西和偏北两条路径,偏西路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古中部入侵,沿着山西北部-河北-山东-青岛的路径到达青岛;偏北路径是爆发于蒙古国的沙尘暴由内蒙古东部入侵,经内蒙古东部的浑善达克沙地或科尔沁沙地至河北北部,再沿京津地区-山东-青岛的路径到达青岛.每年由青岛入黄海的沙尘粒子干沉降通量为51.3 g m-2a-1,春季的干沉降通量为o.20 g m-2d-1,整个黄海每天的总干沉降量为7.58×105g.     

辽河口芦苇沼泽对水体氮、磷的净化能力研究

2009年5～9月,通过对芦苇(Phragmitesaustralis)沼泽积水不同形态氮、磷含量的监测,研究辽河口芦苇沼泽氮、磷污染物的组成和变化规律,分析了沼泽系统降解氮、磷的特征;以现场监测数据为基础,计算了芦苇沼泽系统对积水中总氮和总磷的去除能力,以及芦苇吸收对去除总氮、总磷的贡献.结果表明,芦苇沼泽积水中氮的...     

三江源地区1980—2019年积雪时空动态特征及其对气候变化的响应

三江源地区气象站点稀疏,依靠地面台站数据难以反映地面真实积雪情况。利用卫星遥感数据引入重心模型分析了三江源地区1980—2019年4个积雪参数（积雪日数、积雪深度、积雪初日和积雪终日）的时空动态特征,利用Mann-Kendall检验和Sen斜率估计分析了积雪和气候因子的变化趋势,并探究积雪对气候变化的响应。结果表明：1980—2019年三江源地区呈现积雪日数和积雪深度减少、积雪初日推迟、积雪终日提前的变化趋势,而该区域同期的气温和降水量则呈现上升趋势;4个积雪参数重心均呈现出东移趋势,而同期气温重心则呈现西移趋势,气温重心位置西移速率分别是积雪日数和积雪深度重心位置东移速率的6倍和2倍。这表明该区域4个积雪参数以及气候因子的变化趋势具有较强的空间异质性,西部气温升高速率大于东部,导致西部积雪日数和积雪深度减少速率同样大于东部,从而导致气温重心西移而积雪参数重心东移。澜沧江源区积雪日数减少、积雪深度减少、积雪初日推迟以及积雪终日提前的速率最大,其次是长江源区和黄河源区。进一步的相关性分析表明,三江源地区年平均气温的升高是导致积雪日数和积雪深度减少、积雪初日推迟、积雪终日提前的主要影响因子,积雪日数对气温升高响应最敏感,其次是积雪深度、初日和终日;而年降水量与4个积雪参数的相关性均不显著。研究可为三江源地区水资源和生态环境保护提供基础资料和理论依据。