西宁夏季对流层臭氧垂直分布变化与气象要素的关系

根据臭氧、气象探空观测数据,分析了1996年7月5日至8月3日西宁（36°44’N,101°45＇E,海拔高度2296m）上空对流层臭氧垂直分布变化与气象要素之间的关系。对流层臭氧浓度的增加（减少）总伴随着干、冷（暖、湿）气流的输送变化,而这又与大气垂直方向的运动是紧密联系在一起的。分析表明天气动力输送过程对对流层臭氧垂直分布变化有重要作用。     

An evaluation of autocatalytic ozone production from vibrationally excited oxygen in the middle atmosphere

The possibility of significant autocatalytic ozone production in the middle atmosphere has been demonstrated by Toumi et al. A detailed framework including five processes previously not considered is presented here. When these processes are included, particularly wavelength-dependent vibrational distributions of O₂, calculated ozone enhancements are less than 10% in the upper stratosphere and lower mesosphere. The vibrational distributions and the rate of vibrational quenching are identified as key issues which need to be addressed by experiments.     

青藏高原上空氮氧化物的分布特征及其与臭氧的关系

利用1992—2002年的HALOE资料,选取青藏高原地区(28°~40°N,75°~105°E)的数据,分析了青藏高原地区NOX混合比的垂直分布特征,并对高原地区不同高度上NOX混合比与同纬度及同经度地区进行了比较,分析了NOX混合比与臭氧混合比纬向分布的关系,以及NOX混合比随时间的变化和O3混合比变化的关系。结果表明:青藏高原地区在300~30 hPa上夏季NOX的混合比高于冬季的混合比;夏季青藏高原地区200~30 hPa气层上NOX的混合比比同纬度其它地区高得多,100~60 hPa气层上NO2混合比比同经度其它地区也高得多;在100~30 hPa上,O3的纬向分布与NOX的纬向分布之间存在较明显的反相关关系;高原地区100 hPa附近和70~35 hPa之间夏季NOX混合比的变化与O3混合比的变化的反相关关系非常好。     

非均相化学过程在青藏高原臭氧低谷形成中的作用

分析SAGE II资料发现:青藏高原对流层顶最高不超过17.6 km,夏季平均在17 km以下:来自对流层中低层的物质很少能被输送到17.5 km以上,来自对流层中低层的输送不会长时间持续地影响17.5 km以上的区域。青藏高原以及同纬度地区在15 20 km高度温度低于210 K,非均相化学反应可能在此起着重要作用。夏季青藏高原臭氧低谷的形成高度主要是15—20km,而且是长时间持续性的。分析结果显示:15—20km非均相化学过程在夏季青藏高原臭氧低谷的形成中可能起重要作用,特别在17.5—20km高度其所起的作用可能是主要的;而在17.5 km以下,从以往的研究可以知道青藏高原的动力和热力作用对夏季青藏高原臭氧低谷的形成起着主要作用。在春季和秋季,青藏高原上15—20km的臭氧"亏损"也可能是由于非均相化学过程造成的,使得青藏高原臭氧低谷每年从4月持续到10月。并且,影响非均相化学过程的主导因素可能是温度。     

春季青藏高原西北侧一次平流层臭氧向对流层传输的模拟研究

利用NCEP/NCAR FNL客观分析资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的Interim再分析资料以及臭氧监测仪(OMI)的臭氧廓线资料,结合区域大气化学模式WRF-Chem对中国春季一次高空冷槽过境引起的对流层顶折卷过程(2012年3月19—21日)进行了分析,并从平流、湍流混合、对流输送等几个方面诊断分析了平流层臭氧向对流层的传输特征和细节。结果表明,发生于青藏高原西北侧的对流层顶折卷事件,其所在位置处于热带对流层顶向中纬度对流层顶的过渡区,由于陡峭的对流层顶南北梯度,在该区域发生的平流层-对流层物质交换(STE)比对流层顶东西方向折卷引起的物质交换要强烈和持久,跨越等熵面的物质交换和湍流混合对平流层-对流层物质交换有很大的贡献。大地形对平流层-对流层物质交换过程有显著的影响,且具有明显的日变化特征。早晚时段,大地形导致的爬坡上升气流显著,抑制了平流层空气与对流层空气的混合交换。午后,大地形热力作用增强,受背风坡局地环流的影响,靠近山顶处湍流混合作用对上对流层臭氧浓度升高的贡献显著增强,且地形越高,这种效应越显著。地形的湍流混合作用在2.5 km高度以上凸显,此高度之上地形平均高度每升高100 m,湍流混合的贡献增加约1%。     

Temporal Surface Ozone Patterns in Urban Manitoba, Canada

This study examined temporal surface ozone patternsfor two urban centres in Manitoba,Canada by analyzing hourly concentrations at theWinnipeg downtown (1995–1999), Winnipegresidential (1995–1999) and Brandon industrial(1998–1999) monitoring sites. The characteristicannual ozone cycle and diurnalcycles for June and December were attributable to: (1) theannual and diurnal solar radiation cycles,(2) temporal variations in the emissions of precursorchemical compounds, in particular the source strength ofnitrogen oxides, (3) temporal variationsin the height of the mixed layer, which determinethe degree of dilution of these emissions byatmospheric dispersion, and (4) an in situvolatile organic compound sensitive photochemicalregime, which resulted in decreased concentrations ofozone in response to increasedconcentrations of nitrogen oxides. Onlyone exceedance of the maximum acceptable level of82 ppb was recorded in the study period; itoccurred at the Brandon monitoring site on June 6, 1999.The sequence of weather and the hourly concentrationsof ozone and nitrogen oxides indicatedthat: (1) ozone fumigation, with the transition fromthe nocturnal boundary layer to the daytime mixed layer, mayhave supplemented photochemical ozone formation duringthe morning hours, and (2) during theevening hours, the post cold-frontal downward flux ofozone rich air, which was in the region dueto atmospheric transport, stratosphere-troposphere-exchangeor, possibly, due to the multiplicityof thunderstorms in the area in lateafternoon – early evening, may have been the main cause ofthis rare exceedance event.     

人类活动对大气臭氧层的影响

近些年来,南极地区、北极上空和其他中纬度地区都出现了不同程度的臭氧层耗损现象,人类活动引起的大气臭氧损耗日益得到大家的关注。从飞机排放氮氧化物对大气臭氧的影响,以及臭氧对人类排放的氮氧化物和氯化物潜在的非线性响应等方面简述人类活动对大气臭氧层的影响。     

北京市夏季低层大气NOx、O3垂直分布观测研究

根据 2 0 0 0年夏季在北京 32 5 m铁塔上的一次梯度观测实验 ,给出 8m,12 0 m和 2 80 m三层上的 NO、NO2 、O3 浓度的观测结果。对 NO,NO2 ,O3 小时平均浓度的日变化和垂直分布规律进行了分析 ,结果发现 :(1)各高度上的 NO,NO2 ,O3 浓度均有明显的日变化特征 ,阴雨天的日变化更加复杂 ;(2 ) O3 在晴朗白天有单、双及三峰型分布 ;(3)相对于 12 0 m和 2 80 m,近地面 8m处的 NO浓度最高 ,而 O3 浓度最低 ;(4) NO2 、O3 日平均浓度日变化振幅 12 0 m处最大 ;(5 )中午前后 NO,NO2 ,O3 浓度均在 12 0 m最高。     

南极大陆沿岸地面臭氧损耗事件的研究

利用南极大陆沿岸中山站2008-2013年的地面臭氧连续观测数据和相关资料,对地面臭氧损耗事件（ODE）进行研究。结果显示,春季南极中山站常发生臭氧损耗事件。在该事件发生期间,气象要素有明显的突变过程,包括气温明显下降,风向由偏东风转变为偏北风,风速随之下降。来自海冰区的偏北风增多,风速很小,使臭氧浓度维持在较低水平。地面臭氧损耗事件主要与南极沿岸海冰区的活性溴（BrO）浓度有关。春季南极大陆沿岸海冰冻融过程中形成的冰间水道和冰间湖,在低温的作用下会再次冻结,形成薄冰和霜花。卫星资料能够观测到薄冰区释放的活化海盐溴高浓度区,活性溴与臭氧发生化学反应形成地面臭氧损耗事件。臭氧损耗现象是在未受到人为影响的自然状态下发生的,与中高纬度地区光化学反应导致臭氧消耗有所不同。