BIFoR FACE: Water–soil–vegetation–atmosphere data from a temperate deciduous forest catchment,including under elevated CO2

The ecosystem services provided by forests modulate runoff generation processes, nutrient cycling and water and energy exchange between soils, vegetation and atmosphere. Increasing atmospheric CO₂ affects many linked aspects of forest and catchment function in ways we do not adequately understand. Global levels of atmospheric CO₂ will be around 40% higher in 2050 than current levels, yet estimates of how water and solute fluxes in forested catchments will respond to increased CO₂ are highly uncertain. The Free Air CO₂ Enrichment (FACE) facility of the University of Birmingham's Institute of Forest Research (BIFoR) is the only FACE in mature deciduous forest. The site specializes in fundamental studies of the response of whole ecosystem patches of mature, deciduous, temperate woodland to elevated CO₂ (eCO₂). Here, we describe a dataset of hydrological parameters – seven weather parameters at each of three heights and four locations, shallow soil moisture and temperature, stream hydrology and CO₂ enrichment – retrieved at high frequency from the BIFoR FACE catchment.     

开放洞穴环境变化特征及其影响因素:以桂林凉风洞为例

通过对桂林凉风洞洞穴内、外温湿度、pCO2进行连续高频监测,发现洞穴温度受大气度温影响呈现出季节性变化规律。由于受到洞穴结构的阻隔作用影响,洞穴由外向里的温度变化幅度逐渐变小,并且响应的时间存在季节性差异。监测数据表明:洞穴内部温度的季节性变化幅度明显低于洞外气温变化幅度。比较洞内、外温度的时间序列发现,在季节尺度上洞穴温度升温阶段滞后时间长（与外部通风的气温流动交换慢）,降温阶段滞后时间短（与外部通风的气温流动交换快,呈现突变特征）,这可能与不同季节洞穴内部结构的“缓冲作用”的强弱变化有关。该洞穴空气中pCO2存在明显的夏季高、冬季低的季节性变化特征。并且外界大气环境季节性变化和洞穴上覆动植物的季节性活动,使得洞穴pCO2主控因素也存在季节性差异。      

胶州湾水体中的二氧化碳体系

采用库仑滴定法测定了胶州湾海域４个航次的总二氧化碳,根据测定的总二氧化碳的数据计算了二氧化碳各分量的含量及二氧化碳分压,得到了胶州湾水体中二氧化碳体系的平面分布、垂直分布及周日变化规律,并对结果进行了初步探讨 。     

HITRAN数据库对卫星1.6 μm通道CO2辐射传输特性计算的影响

卫星遥感器中的CO21.6μm弱吸收带通道测量信号可以反映CO2的近地层浓度分布,是温室气体卫星反演的重要通道之一。HITRAN数据库是建立卫星遥感CO2浓度算法依赖的重要分子光谱参数数据库,目前已经更新到了2012版,不同版本中大气分子谱线参数存在差异。本文利用逐线积分模式LBLRTM,研究了最近3个版本HITRAN数据库(04、08、12版)在CO2的弱吸收带通道上大气光学厚度、透过率的差异,发现04版计算的气体光学厚度普遍偏高,可对CO2造成约38 ppm的低估;08版本得到的气体光学厚度与12版本接近,反演相差2 ppm以内。在此基础上,分析了不同HITRAN数据库对整层CO2变化和近地层CO2变化的敏感性,结果表明:04版对整层和近地面大气的变化敏感性最强,并且放大了近地层信号;08版与12版对整层或近地层CO2的敏感度接近,两者经过卷积后得到的信号无差异。     

黄色系硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因研究

近些年,黄色系硅化造礁石珊瑚以其独特的花纹和美丽的颜色受到了人们的关注和喜爱。为充分认识硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因,本文采用X射线粉末衍射仪、偏光显微镜、热场发射扫描电子显微镜、紫外-可见光分光光度计和拉曼光谱仪对3块天然黄色系硅化造礁石珊瑚进行了研究。结果表明: 所研究的硅化造礁石珊瑚空腔区与隔片区石英颗粒的形态、种类及分布特征不同。当隔片和体壁所围成的空腔或是共骨之间的空腔足够大时,沿空腔内壁到中心,石英颗粒的种类和形态从不规则的细粒→他形的中粒→他形-半自形粗粒;当空腔受到挤压时,石英颗粒主要为他形或似纤维状的细粒石英。隔片区的石英颗粒主要为细粒石英。在偏光显微镜下观察到的黄色-褐红色的矿物经证实为针铁矿和赤铁矿,其中赤铁矿是黄色系硅化造礁石珊瑚的主要致色矿物。受造礁石珊瑚骨骼结构的影响,微观上针铁矿和赤铁矿总是以色素点的方式存在于极细粒或细粒石英颗粒的间隙,宏观上富集于隔片区和空腔边缘。     

北京城区二氧化碳浓度和通量的梯度变化特征——I浓度与虚温

根据北京塔7层涡动系统2012年5月至2013年12月的湍流观测数据,分析了北京城区二氧化碳浓度在不同高度层次的日变化和月变化特征,并初步给出不同季节和日变化时间段内二氧化碳的浓度垂直廓线.结果表明:二氧化碳浓度整体随高度而下降;各观测层均有浓度的明显日变化,夏季最为明显,冬季相对平缓;近地层浓度直接受城市供暖、地表植被、交通运输等碳源影响,更高观测层浓度则受对流输送和天气过程影响较大;垂直方向上,冬季浓度变化范围最大,夏季层间浓度变化最明显;在一天中的任何时刻,近地面层二氧化碳浓度的日变化最低值一般出现在夏季,50m以上则出现在春季,浓度最高值总是出现在冬季;根据对二氧化碳浓度四季垂直廓线变化的分析可以看出,边界层二氧化碳浓度强烈受到碳源、下垫面植被、大气稳定度、环境温度和天气过程等因素的影响.     

二氧化氯对煤储层物性改变的机理研究

二氧化氯在作为煤储层压裂破胶剂的同时,兼具降低煤的亲甲烷能力和化学增透作用。查明二氧化氯对煤储层物性改变的内在机理,对深部煤储层改造摒弃传统活性水改用高粘压裂液有重要意义。通过对二氧化氯改性前后的不同变质程度煤样的压汞和Raman光谱测试,对比分析了煤样改性前后的孔隙结构和化学结构的变化特征。测试结果表明:煤样改性后孔隙度和孔容不同程度增加,比表面积降低;改性后煤的脂肪链的支链化程度和芳香环的缩合程度均降低,煤结构单元缺陷增加,芳碳总量相对减少。可见,煤储层物性改变的机理在于煤孔隙结构及其大分子结构发生了相应变化。      

煤岩吸附二氧化碳气体的CT实验研究

利用工业CT技术及应变测量研究不同气压下煤岩的二氧化碳气体吸附性质。研究发现：煤样的应变随吸附时间和气体压力的增加而增加,且在不同方向是不同的,吸附气体导致煤样孔隙率增加;煤样CT图像的灰度均值和灰度标准差随吸附时间和气体压力的增长都表现出增加的趋势。结果表明：吸附二氧化碳导致煤样总体发生膨胀变形,这为吸附提供更多的孔隙表面积而使吸附气体量增加,含气煤样的密度也因此而增大;气体吸附导致的煤样密度均值增加的效应大于体积膨胀导致的煤样密度均值减小的效应;吸附使煤样内部物质分布不均匀程度增加。     

基于EBA模型的中国碳排放稳健性影响因素研究

依据环境经济学理论,运用极值边界分析（the extreme bounds analysis, EBA）模型,拓展了Kaya恒等式,利用中国30个省际区域2001~2010年的面板数据,实证研究中国省际区域人均碳排放量“稳健性”的影响因素。结果表明,地方财政决算支出、产业结构、能源效率、能源消费结构、能源价格、客运量等6个因素对中国人均碳排放量具有抗干扰的“稳健性”显著影响,并根据实证结论提出了一些政策建议,如调整产业结构,控制高碳产业发展;优化能源消费结构,积极发展新能源和可再生能源;发展循环经济开发清洁技术,提高能源利用效率;提倡低碳生活,提倡低碳生活方式。这些建议为政府制定环境保护与经济发展政策提供经验证据和决策参考。