The vertical structure of the atmospheric boundary layer over the central Arctic Ocean

The tropopause height and the atmospheric boundarylayer （PBL） height as well as the variation of inversion layer above the floating ice surface are presented using GPS （global position system ） radiosonde sounding data and relevant data obtained by Chinas fourth arctic scientific expedition team over the central Arctic Ocean （86°-88°N, 144°-170°W） during the summer of 2010. The tropopause height is from 9.8 to 10.5 km, with a temperature range between -52.2 and -54.10C in the central Arctic Ocean. Two zones of maximum wind （over 12 m/s） are found in the wind profile, namely, low- and upper-level jets, located in the middle troposphere and the tropopause, respectively. The wind direction has a marked variation point in the two jets from the southeast to the southwest. The average PBL height determined by two methods is 341 and 453 m respectively. These two methods can both be used when the inversion layer is very low, but the results vary significantly when the inversion layer is very high. A significant logarithmic relationship exists between the PBL height and the inversion intensity, with a correlation coefficient of 0.66, indicating that the more intense the temperature inversion is, the lower the boundary layer will be. The observation results obviously differ from those of the third arctic expedition zone （800-85° N）. The PBL height and the inversion layer thickness are much lower than those at 870-88° N, but the inversion temperature is more intense, meaning a strong ice- atmosphere interaction in the sea near the North Pole. The PBL structure is related to the weather system and the sea ice concentration, which affects the observation station.     

双三次数值模式与理想Lamb波、龙卷扰动对比模拟分析

通过"双三次曲面拟合—时间步长积分—双三次曲面拟合……",实现成为一种双三次曲面拟合新算法数值模式。它对模式大气作非线性(空间二阶可导)描述,是用数值分析(三次样条/双三次曲面)与计算方法近似求解大气运动非线性偏微分方程组。用Z坐标系高分辨率双三次数值模式,采用原始大气运动方程组和采用欧拉时间积分方案,设置理想扰动,对大气声波Lamb波做数值模拟;采用大气不可压假定,除去声波,对大气重力波龙卷扰动做数值模拟。对比模拟发现:理想Lamb波以声速在水平方向传播,扰动能量频散快,仅能在原地持续数秒钟;理想龙卷扰动则在原地可持续约1 min,且波动内圈(外圈)自下至上始终处于风场辐合(辐散)状态,具冷心结构和气压驻波特征,可因水汽进入扰动与借助凝结潜热释放而得到发展。     

极干旱地区土壤与大气水分的相互影响

基于建立在莫高窟窟顶的密闭拱棚,通过监测棚内凝结水量和空气温湿度,对极干旱地区典型极干旱气候条件下土壤与大气水分的相互影响进行综合分析。棚内凝结水量和空气温湿度的监测结果表明,在热动力作用下存在地下水分向大气输送的过程,其原因主要是在温度作用下土壤结合水分的分解蒸发与土壤盐分的吸湿吸附的交替作用。这也是形成所谓“土壤凝结水分”与“土壤水分呼吸”的根源。当温度升高时,土壤结合水分分解蒸发“呼出”水分,当温度降低时土壤盐分吸湿吸附,“吸入”大气水分,形成土壤与大气不对称水分交流。称质量实验表明：土壤水分的变化与空气温度的变化完全对应;有深层水分支持的土壤吸收大气水分的能力相对较差。极干旱地区土壤与大气水分的相互影响研究结果能为莫高窟珍贵文物的保护提供参考。     

Source apportionment and distribution of atmospheric mercury in urban Beijing,China

The concentration of gaseous elemental mercury (GEM) in the atmosphere of urban Beijing was measured from October 2003 to September 2004 to investigate the origins and spatial-temporal variations of atmospheric Hg. The mean value of Hg concentration is 17.1 ng·m-3 (n=653). The atmospheric Hg data showed spatial-temporal variations throughout the duration of our observation. The maximum GEM concentration (53.7 ng·m-3) was observed at Gucheng in the western area of urban Beijing. The GEM concentrations increased from the north to the south of the studied area, and were higher in winter than in summer. The highest and lowest monthly averages of GEM concentrations were measured to be 23.3 and 4.1 ng·m-3 in January and July, respectively. In addition, GEM concentrations are higher in the daytime than at night in Autumn and from 14 March to 15 April, but daily GEM variation showed an inverse pattern from 22 April to 22 May. In winter, two peak values of GEM concentrations occurred at 13:30 and 21:30. Daily variation of GEM concentrations in summer was the lowest in the four seasons. Mercury from coal combustion was estimated to be the main source of anthropogenic emissions in Beijing from October 2003 to September 2004. Additionally, Hg emission from natural gas burning was estimated to be another dominant source of atmospheric Hg in Beijing.     

攀枝花市大气降尘的地球化学特征

运用ICP-MS和ICP-OES分析了攀枝花市不同时段不同地点大气降尘中重金属元素含量,并对大气降尘中重金属的地球化学特征进行了分析,得出以下结论:①攀枝花市大气尘中As、Co、Mn、Pb、Ti、V的含量,与四川省其他城市相比均偏高,Zn的含量相对较低;②Cd、Mn、Pb主要分布在冶炼区和石灰石矿区,Co、Cu、Ti主要分布在石灰石矿区,Cr和V主要分布在冶炼区,As在仁和河富集较为富集,Zn集中在排土场附近,Fe集中在冶炼区和煤矿区;③除Pb外,其余十种元素旱季含量基本都高于雨季,而雨季Pb的含量却明显高于旱季。通过主成份分析,得出了在攀枝花市大气降尘中,重金属元素的来源主要为矿山污染和开采过程中产生的废水、废气。     

土壤中持久性有机污染物分析方法研究

通过应用加速溶剂萃取和固相萃取等前处理方式,利用气相色谱双柱和气相色谱-质谱选择离子监测相结合的互补技术,建立了土壤中20种有机氯和多氯联苯同时测定的检测方法.通过对实际样品的分析,该方法具有操作简单、节省试剂和避免了造成二次污染的可能且测定结果准确可靠.     

吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定地下水中的挥发性有机物

利用吹扫捕集-气相色谱/质谱联用技术,建立了适用于地下水中氯代烃、苯系物、氯代苯类等25种挥发性有机污染物的分析方法。采用选择离子监测与全扫描交替方式进行质谱定性,内标法定量,方法检出限为0.10～0.20μg/L,样品加标的平均回收率在83.9%～104.5%,相对标准偏差(RSD,n=7)在3.23%～10.1%。方法检出限低,精密度好,分析快速,适用于大批量地下水中挥发性有机物的分析。     

河北省南部平原区大气降尘来源及分布特征

从2007年11月到2008年11月,采用被动方式在河北省南部平原区域采集了48个点的大气沉降样品,分析了Al、K、Ca、Cr、Cd、Pb、Se、Mo、I、F、S等21种元素的含量。在计算了各元素之间相关性和富集因子的基础上,得出河北南部平原区大气降尘的物质来源以土壤颗粒物为主,在此基础上叠加了燃煤污染。大气降尘输入通量的结果表明,河北省南部平原区的大气质量明显低于北京平原区。省内对比表明,沧州地区绝大多数元素输入通量最大,而邯郸地区最低,省会石家庄以燃煤元素(Cd、Hg、Mo、Se)的输入通量最大为特征。     

欧美地下水有机污染调查评价进展

1999年中国地质调查局启动了第一个地下水有机污染调查项目,当时检测指标只有20个(包括11个挥发性有机污染物、8种有机氯农药和1种多环芳烃)。"十一五"的地下水有机污染调查必测项目包含了38项(挥发性指标28项、有机氯农药9项和1种多环芳烃),取得了地下水有机污染的基本资料。但从对国外文献的调研来看,地下水中有机污染的种类远远超过38种。为了更全面地掌握中国地下水的质量,有必要对不同地区或不同类型的地下水中典型的有机污染物的种类进行研究,为后续地下水有机污染调查的增项做准备。通过检索美国环保局(USEPA)、美国地质调查局(USGS)和欧盟(EU)近年来的地下水质量年度报告和相关文献,调研了地下水中典型有机污染物的类型,选出最常检出的有机污染物,形成最常检出的有机污染物的检出率排序表,列出了检出率高的前50个污染物的名单。     

主流海表风场资料在舟山群岛近海的性能评估

再分析风场资料已广泛应用于我国舟山群岛海域可再生能源评估、海洋灾害预防决策以及港口运维和船舶运输等涉海发展领域,然而不同业务机构所提供的再分析数据在舟山近海的性能表现不一,严重阻碍了此类数据的有效应用。基于2018年全年单点浮标观测资料,综合评价了舟山群岛近海面(10 m)风场的长期变化趋势,并利用误差分析和风玫瑰图等统计工具对6种主流海表风场再分析资料,包括:ECMWF第五代全球大气再分析数据(the 5th generation ECMWF atmospheric reanalysis,ERA5)、NECP第二版全球高分辨率再分析数据(climate forecast system version 2,CFSv2)、美国宇航局物理海洋学分布存档中心的多卫星融合资料(cross-calibrated multi-platform,CCMP)、日本55年再分析数据(Japanese 55-year reanalysis,JRA-55)、第二版现代研究与应用回顾性分析数据(modern-era retrospective analysis for research and applications version 2,MERRA-2)和ECMWF哥白尼大气监测服务再分析数据(the Copernicus Atmosphere Monitoring Service,CAMS)在时间变化特征上进行了对比与评估。研究表明:在综合性能方面,ERA5对风场的再现能力最优,其次为JRA-55;在要素可信度方面,ERA5对风速的再现情况相对较优,而CFSv2的风向再现情况较好;风场产品在不同季节的模拟能力有所差异;不同风场产品在不同风速区间的重构能力也有所不同;在全年风向分布方面,各再分析资料都存在显著的东向偏差。研究结果为不同应用场景下风场资料的选取提供评估依据,并为进一步开发适用于舟山群岛近海的高精度长周期风场数据产品奠定基础。