降水现象对大气消光系数和能见度的影响

大气中各种粒子对大气消光系数和能见度有不同程度影响,除气溶胶粒子外,降水粒子对能见度影响也不可忽视。为了解降水粒子对能见度的影响,确定能见度变化与降水现象之间的关系,该文在分析降水粒子的大小、速度、形状、谱分布、光学特性等特征的基础上,忽略气溶胶粒子的影响,建立基于实测谱分布的降水与能见度的理论模型,讨论不同类型降雨、降雪对大气消光系数和能见度的影响。同时选取Parsivel降水粒子谱仪在南京地区的降雨和降雪观测记录,利用实测数据来对比验证本文所建立的降水-能见度理论模型。结果表明:能见度随着降水强度的增大呈指数降低;受降水粒子特性和天气条件等多种因素影响,能见度与降水强度之间的关系并不是唯一对应的;降雨和降雪对能见度的影响各不相同,相比而言,降雨对能见度的影响比较容易确定,而降雪对能见度的影响比较复杂,主要因为雪花或冰晶的类型复杂多变,对大气消光系数有不同程度的影响。结合理论分析和实测数据对比验证,降水现象对能见度的影响得到了证实。     

双通道能见度自动测量仪研究

从透射和散射的原理出发,推导了基于红外测量的双通道能见度仪的工程测量方程,比较了单通道和双通道能见度测量仪的性能,结果表明,双通道能见度测量仪具有精度高、性能稳定、使用可靠、维护量小的特点。     

An Aerosol Model of the Marine and Coastal Atmospheric Surface Layer

We present a microphysical model for the surface layer marine and coastal atmospheric aerosols that is based on long-term observations of size distributions for 0.01–100 µm particles. The fundamental feature of the model is a parameterization of amplitudes and widths for aerosol modes of the aerosol size distribution function (ASDF) as functions of fetch and wind speed. The shape of ASDF and its dependence on meteorological parameters, height above sea level (H), fetch (X), wind speed (U) and relative humidity (RH), are investigated. At present, the model covers the ranges H = 0–25 m, U?=?3–18 km s^?1, X?≤?120 km and RH?=?40–98%.

The latest version of the Marine Aerosol Extinction Profiles model (MaexPro) is described and applied to the computation and analysis of the spectral profiles of aerosol extinction coefficients α(λ) in the wavelength band λ?=?0.2–12 µm. MaexPro is based on the aforementioned aerosol model assuming spherically shaped aerosol particles and the well-known Mie theory.

The spectral profiles of α(λ) calculated by MaexPro are in good agreement with observational data and the numerical results obtained from the Navy Aerosol Model (NAM) and the Advanced Navy Aerosol Model (ANAM). Moreover, MaexPro was found to be an accurate and reliable tool for investigating the optical properties of atmospheric aerosols.     

Reconstructed light extinction coefficients using chemical compositions of PM<Subscript>2.5</Subscript> in winter in Urban Guangzhou,China

The objective of this study was to reconstruct light extinction coefficients (b ext ) according to chemical composition components of particulate matter up to 2.5 μm in size (PM 2.5 ). PM 2.5 samples were collected at the monitoring station of the South China of Institute of Environmental Science (SCIES, Guangzhou, China) during January 2010, and the online absorbing and scattering coefficients were obtained using an aethalometer and a nephelometer. The measured values of light absorption coefficient by particle (b ap ) and light scattering coefficient by particle (b sp ) significantly correlated (R 2 > 0.95) with values of b ap and b sp that were reconstructed using the Interagency Monitoring of Protected Visual Environments (IMPROVE) formula when RH was <70%. The measured b ext had a good correlation (R 2 > 0.83) with the calculated b ext under ambient RH conditions. The result of source apportionment of b ext showed that ammonium sulfate [(NH 4 ) 2 SO 4 ] was the largest contributor (35.0%) to b ext , followed by ammonium nitrate (NH 4 NO 3 , 22.9%), organic matter (16.1%), elemental carbon (11.8%), sea salt (4.7%), and nitrogen dioxide (NO 2 , 9.6%). To improve visibility in Guangzhou, the effective control of secondary particles like sulfates, nitrates, and ammonia should be given more attention in urban environmental management.     

广西来宾蓬莱滩二叠纪瓜德鲁普统—乐平统界线剖面元素和同位素地球化学研究及地质意义

广西来宾蓬莱滩二叠系瓜德鲁普统-乐平统界线剖面已被国际地质科学联合会确定为国际界线层型标准剖面,在该界面附近发生了一次重要的全球性生物绝灭事件。蓬莱滩剖面样品采自乐平统合山组底部(由硅质岩和透镜状灰岩组成)和瓜德鲁普统茅口组上部来宾灰岩(由硅质灰岩、灰岩和少量硅质岩组成)。它们具有高的SiO2含量(除3个样品低于10%以外,其余样品均大于17%,平均为43.44%)、m值(>50)与Sr/Ba值(>1.0)和低的MgO/CaO(绝大部分低于02)与 V/(V+Ni)值(<046); Ce和Eu亏损明显。这些地球化学特征反映它们是在相对氧化的浅海环境中形成的,硅的来源非常丰富。样品的εNd(t)值(-7.5~-3.3)和(87Sr/86Sr)i值(0.70705~0.70739)都位于全球大洋Nd、Sr同位素演化曲线晚二叠纪时期区域内。有机碳的δ13Corg值变化明显(-26.7‰~-23.2‰),尤其是在瓜德鲁普统与乐平统以及茅口组与合山组界线附近发生显著的负漂移(达34‰),而且与无机碳的δ13C值呈现大致平行的变化趋势,证实在该界线附近发生过生物绝灭事件。虽然对瓜德鲁普统—乐平统交替时期发生的生物绝灭事件已提出过包括海平面下降在内的多种假设,但本文认为,由地幔柱上升引起的、以峨嵋山玄武岩喷发为代表的超级火山活动以及由此引起的环境效应是该时期生物绝灭的主要原因。     

深层气理论分析和深层气潜势研究

近年来的一些文献表述深层气时在"深层"和"深部"名词概念上容易造成不必要的费解。就沉积层而言,宜将生油主带（生油窗）作为"深"的界限,从此界限开始到基底以上地层范围的天然气统统称为"深层气";就整个地球而言,宜将沉积层结晶基底和该基底以下的天然气统统称为"深部气"。当然,还应更多地注意来源于深部"深生浅储"的"深层气"。深层气的形成与地壳烃类形成的垂直分带性有关。在一定的历史时期和一定的沉积盆地油气形成分带性理论对勘探实践发挥了一定的指导作用,随着油气地质科研和勘探实践的发展,人们逐渐发现了油气形成分带性理论中油相消失和气相生成带开始门限指标的局限性。不同盆地有不同深度的生油主带,因而也有不同深度范围生气主带（干气带）。腐泥型有机质的演化需要更高的活化能,而需更高的温度和更大的深度,其生气主带深于腐殖型有机质源岩层的位置。生气主带有机质演化受多种因素控制,其中温度、深度和时间是重要因素,引起深层温度升高的条件有地球动力和深部热流等。古生界以前的重大生物地质事件为深层气形成准备了有机质及其演化条件,从物质基础上讲,深层气有巨大的资源潜势。油气形成的地球动力学观点及其他新观点为研究深层气提供了新的思路,岩石圈的烃类资源远未枯竭,被发现和开采的资源仅是其中的一部分,更多的需在深部去发掘。     

豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组古气候特征分析

二叠纪-三叠纪之交发生了地史上最大规模的生物灭绝事件,该事件可能与当时气候环境的强烈变化有关。前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟,而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性,研究资料需要进一步完善。本文选取豫西宜阳地区上二叠统孙家沟组为研究对象,运用沉积学、矿物学与元素地球化学等方法对该时期的古气候进行恢复,并与同时期陆相地层对比,进而讨论气候变化对该时期生物灭绝的影响。结果表明:(1)宜阳地区孙家沟组经历了滨湖-浅湖-滨湖等亚相的演化过程,其地层中岩相变化、古生物化石缺失、大量的钙质结核及其它沉积构造的出现揭示了孙家沟组的上段气候明显比下段炎热干旱。(2)元素地球化学指标以及粘土矿物组合的垂向变化等指示了该时期的气候经历了温湿向炎热半干旱-干旱转变。(3)宜阳地区孙家沟组的气候指标所得出的结论与其他地区同时期陆相地层古气候的变化基本一致,反映了研究区与同时期全球古气候的变化存在一致性。二叠纪末期温度的骤升、气候极度干旱化以及陆表生态系统遭受毁灭性破坏等因素,可能是导致或加速陆地生物灭绝的主要原因之一。本次研究对该时期气候变化与生物灭绝之间的关系具有一定的指导意义,为探讨全球...     

基于连续消光特征分析的岩石薄片分析系统

连续消光是指在正交偏光显微镜下,岩石薄片随载物台旋转而发生消光强弱连续变化的现象.作为人工鉴定岩石薄片的重要依据,提取后的连续消光特征可以用于实现岩石薄片的自动分析.结合数字图像处理技术与聚类划分算法,开发出一套能够分割出孔隙、颗粒轮廓,实现颗粒类别划分,并对结果做定量分析的岩石薄片分析系统.从矿物的消光特征本质出发,...     

激光雷达反演参数k值的研究

采用532 nm激光雷达2006年在兰州市不同天气状况下的观测数据,结合能见度因子、CE318太阳光度计观测数据,对利用Klett法求解时,k在不同天气状况下的取值进行了初步研究,结果表明:只有当0.7≤k≤1.0时,气溶胶消光系数的大小与能见度估算出的值相接近。但在k=0.7时,计算出的气溶胶消光系数正、负参半;k=1.0时,消光系数廓线在晴天无云的天气状况下同实际情况不符。通过进一步分析研究激光雷达和光度计的同期观测资料发现:k=0.8时,较合理的数据所占比例为100%,k=0.9为84%,k=1.0仅为12%。对兰州市区而言,利用激光雷达分析气溶胶光学特性时,取k=0.8或k=0.9较为合理。