CO2 background concentration in the atmosphere over the Chinese mainland

Based on the long-term monitoring data on CO₂ concentration, variation trend and characteristics of CO₂ background concentration in the atmosphere over the Chinese mainland are analyzed. Results show that the increasing trend of CO₂ background concentration in the atmosphere over the Chinese mainland has appeared during the period of 1991–2000. The average annual CO₂ growth increment is 1.59 μL/L, and the average annual CO₂ growth rate is 0.44%. Distinct seasonal variations of CO₂ background concentration are observed, and the averaged amplitude of CO₂ seasonal variations is 10.35 μL/L. Regional variation characteristics of CO₂ background concentration in the atmosphere and possible impact of human activities on these variations over the Chinese mainland are discussed as well.     

西安市南郊公路运输CO_2排放特征及影响因子研究

为查明公路运输CO2浓度的变化特征,分别于2012年7月、8月、11月和2013年4月对西安市南郊长安南路中段近地面大气CO2浓度进行了昼夜观测,并与距离交通线150m处的另一观测点进行对比。观测结果表明,公路运输对近地面大气CO2浓度有着重要影响,交通线旁大气CO2浓度因受车流量影响比距离交通线150m处的观测点高10ppm~20ppm。在日变化上,交通线旁大气CO2浓度呈现出明显的双峰波动,变幅可达80ppm~110ppm;在季节变化上,4月份观测区CO2浓度值最高,7月、8月和11月并无显著差异。此外,大气CO2浓度值与温度呈负相关,而与湿度、气压显著正相关。     

2003～2010年铁山港湾营养盐的变化特征

2003～2010年对广西铁山港湾进行22个航次的调查,采集海水样品分析该港湾硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐8年的浓度变化特征和季节变化特征,并结合文献资料,比较该期间铁山港湾与钦州湾海水营养盐浓度变化的异同.结果,2003～2010年间铁山港附近海域无机氮浓度为0.21～47.86μmol...     

基于COSMIC数据开展全球电离层foF2建模及变化特征研究

电离层foF2是短波通信、天波超视距雷达系统所需的关键环境参数,本文使用2006-2014年COMSIC掩星电离层数据和多项式方法,自主构建了高精度全球电离层foF2经验模型,并使用2015-2019年观测数据进行独立检验。本模型结果与建模及独立检验时段电离层foF2观测数据的相关系数分别为0.948和0.937,平均偏差分别为2.38%和3.08%,相对误差分别为11.72%和12.69%。利用该模型研究了电离层foF2时空变化特征,结果表明电离层foF2日夜变化幅度随纬度增加而变大,春秋分季期间南半球日夜变化幅度显著高于北半球,而夏季半球则远低于冬季半球。电离层foF2季节变化幅度随纬度增加而变大,夜间电离层foF2的季节变化以年特征为主,白天则包含了显著的年、半年特征,夜间季节变化幅度明显高于白天,南半球显著高于北半球。电离层foF2中纬槽现象主要出现在春秋分季夜间,经度方向四波结构主要出现在太阳活动低年和春秋分季期间。     

北京昆玉河夏季水-气界面CO2通量日变化研究

以昆玉河为例,采用LGR-动态通量箱法,对城市河流夏季水-气界面CO2释放通量进行24h连续监测．结果表明,观测点处水-气界面CO2释放通量具有明显的日变化特征．24h内CO2释放通量在-27．18～12．51mg·m1·h1,平均值-7．28mg·m-2·h-1,昼间平均值为-8．81mg·m-2·h-1,夜间平均值为-4．22mg·m-2·h．24h内水-气界面CO2通量,极大值出现在21：20为12．51mg·mq·h-1,极小值出现在6：20为-27．18mg·m1·h～．在夏季城市河流水-气界面CO2通量受到气温、风速、总磷（TP）、总氮（TN）、总碱度（TA）等因素影响,使城市河流成为大气CO2的碳“汇”之一．     

O2/CO2气氛下燃煤过程中NOx排放特性实验研究

利用沉降炉在O2/CO2和O2/N2气氛下对煤粉燃烧过程中NOx排放特性进行实验,研究了不同停留时间、燃料/氧化学当量比、温度等因素对燃煤过程中NOx的排放特性的影响,并对2种燃烧方式下NOx的排放特性进行对比.结果表明:在O2/CO2气氛下NOx的生成量远远低于空气气氛下NOx的生成量,其主要原因是在O2/CO2气氛中高CO2质量浓度导致气氛中生成较高含量的CO,从而在未燃烧碳表面发生NO/CO/Char的反应,促进了NO还原为N2;O2/CO2气氛中没有N2,避免了热力型NOx和快速型NOx的生成;约80%的再循环烟气致使NOx的停留时间大为增加,即延长了NOx的还原反应时间,从而降低了NOx的排放.     

厦漳泉地区气溶胶污染特征及影响因素分析

利用卫星Terra和Aqua上搭载的中分辨率成像光谱仪（moderate resolution imaging spectratiometer,MODIS）的气溶胶产品,研究福建省厦漳泉地区气溶胶污染特征和影响因素,并对比了3市气溶胶质量浓度的差异。研究结果表明2002—2017年厦漳泉地区气溶胶质量浓度的变化趋势可以分为三个阶段:一是在2002—2007年呈现平缓的增长;二是在2008—2011年没有明显的变化;三是在2012年之后,气溶胶质量浓度开始出现明显的下降趋势。在16年的时间里,区域平均气溶胶质量浓度减少了5.1 μg/cm2(约为23.10%),说明厦漳泉地区空气质量有较明显的改善。在气溶胶质量浓度较高的厦门市,2012年出现最大值（45.0 μg/cm2）,之后逐渐下降,到2017年（平均值为37.6 μg/cm2）约下降了16.34%。厦漳泉地区气溶胶质量浓度呈现明显的季节变化,最大值出现在4月;5月开始出现较大的下降;秋末冬初出现最低值;12月区域平均值为(18.4±5.2) μg/cm2,但是时间上的波动达到最大,同时空间异质性也很明显。厦漳泉地区气溶胶质量浓度的空间分布异质性明显,在10~85 μg/cm2之间变化。气溶胶质量浓度高值区主要出现在沿海的泉州市、厦门市和漳州市的城区,三个城区的高值分别为85,75,65 μg/cm2,高值区年际间波动较小;而低值区由于受到其他区域的影响,年际间波动较大。     

CO_2对煤低温氧化反应过程的影响实验研究

为了深入研究CO2对煤低温氧化反应的影响,利用程序升温油浴实验装置,研究在不同CO2浓度下煤样的自燃特性。采集南屯矿煤样,破碎并筛分出混合平均粒径为4.18 mm的煤样,向试验管煤样中通入不同配比的混合气体,实验控制升温速度为0.3℃/min,供气量为190 mL/min.测定在6种不同浓度CO2气氛下的煤样低温氧化特性,实验结果表明:CO2浓度越高,煤样耗氧速率越小,CO产生率降低。在起始阶耗氧速率相差不大,煤氧复合作用以物理吸附和化学吸附为主,后期阶段以化学反应为主,变化明显。相比于空气气氛下,CO2气氛下煤样活化能有所提高,在40~100℃的温度范围内煤氧作用的活化能值由17.85 kJ/mol升高至22.71 kJ/mol,氧化反应速率降低,表明CO2的加入降低了煤的氧化反应速率,抑制了煤的氧化反应。     

基于Python的CO2/O2氛围下柴油燃烧火焰特征分析

为分析柴油在CO2/O2氛围下燃烧的火焰特征,利用光学定容燃烧室测试并拍摄了6种不同工况下的柴油燃烧过程. 基于自编的Python代码对火焰图像进行后处理,提取出火焰浮起长度、红绿分量比、平均亮度、相关性系数、面积变化率和重叠率等特征参数并进行分析. 结果表明：在空气和CO2/O2氛围下,柴油火焰浮起长度和相关性均随燃烧进程先增大后减小再增大,平均亮度则先增大后减小,其在空气下和35% CO2+65% O2氛围下的峰值分别为210.75 px和138.89 px. 在火焰发展阶段,红绿分量比保持在0.8~1.2之间,而在火焰熄灭阶段,随着CO2浓度减小和O2浓度增大,红绿分量比有所减小. 与在空气下燃烧相比,柴油在CO2/O2氛围下的燃烧火焰形状更加细长,湍流现象更加明显,火焰浮起长度缩短,平均亮度下降.     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

游客呼吸与九寨沟钙华景观退化的相关性探究

在全球CO2持续升高背景下,游客的CO2排放导致热门景点周围的大气CO2升高速度远远大于全球平均CO2升高速度.针对这一问题,基于涡度相关系统,对九寨沟树正寨犀牛湖区域进行长期CO2浓度监测,结合年均径流量和基于CO2浓度得到的钙华(CaCO3)损失速率,估算九寨沟世界自然遗产地的钙华年损失量,探究钙华退化的机理.结果...     

1951—2014年淮河流域气温时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月均温为研究对象,运用Sen趋势分析、Mann-Kendall检验、距平、累积距平及空间分析等方法,分析均温时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年和四季均温具有升高趋势,年、春、秋和冬季升温趋势较显著,夏季升温趋势不显著,响应了全球变暖大背景.(2)20世纪90年代中期,年、春和秋季均温发生暖化突变,20世纪80年代中期冬季均温发生暖化突变,1960年夏季均温发生降温突变.(3)空间上,流域内自南向北年均温逐渐降低,且各地具有暖化趋势.(4)受海洋影响,山东省和江苏省东部(沿海地区)春季和夏季均温低于流域内同纬度内陆地区,秋季和冬季均温高于流域内同纬度内陆地区.(5)山东省东部和江苏省年均温升高与年降水量显著减少有关,郑州和开封等地区年和四季均温升高与人类活动有关.     

我国极端降水过程频数时空变化的季节差异

利用我国586个气象测站的逐日降水资料,在对每个站点极端降水过程阈值进行科学界定的基础上,揭示了近45年我国年和各季极端降水过程频数的线性变化趋势及其年际、年代际变化特征.结果表明：我国年和季节极端降水过程频数主要为趋势性变化,不同地区不同季节趋势性变化差异显著,极端降水量在降水总量的趋势变化中占主导地位 长江中下游、西北地区北部和西南地区西部年极端降水过程频数呈现趋势性增加,而我国华北等地区呈现趋势性减少,并且主要反映的是夏季的特征 年和季节极端降水过程频数具有明显不同的年际和年代际变化特征 我国各季极端降水过程时空变化异常型明显不同,但与极端日降水的时空变化是一致的.     

滇池的水华蓝藻的时空变化

 于2001年9月～2002年7月对滇池水华蓝藻进行了为期1 a的调查研究.结果表明,在滇池中形成水华的是微囊藻属(Microcystis Kutz.)和束丝藻属(Aphanizomenon Morr.).水华蓝藻总数为3 445 000～1 080 800 000 L^-1,年平均为130 866 603 L^-1,占浮游植物细胞总量的66.44%～90.66%.微囊藻属的数量为3 445 000～1 030 800 000 L^-1,年平均为125 174 582 L^-1,占浮游植物总数的35.69%～87.97%,是滇池浮游植物群落的单优势属.束丝藻属的数量为0～50 950 000 L^-1,年平均为5 692 021 L^-1,占浮游植物细胞总数的0.46%～30.75%.水华蓝藻数量的时空分布与微囊藻属一致,7月最高,1月最低;近岸带高于湖心,湖北部高于湖中部高于南部.束丝藻属的数量3月最高,1月最低;湖北部高于南部高于中部.微囊藻水华全年可见,束丝藻属仅在3月形成零星的小面积水华.     

老哈河流域水文要素变化研究

对老哈河流域近50a的水文要素进行了年际变化、年代际变化和线性变化趋势的研究,结果表明:(a)年降雨量的年际变化幅度最均匀、离散度最小,而年径流深和年径流系数的年际变化不均匀、离散度大.降雨量是影响径流的主要因素,但并不是唯一因素,在某些年份径流还受到其他因素的强烈干扰.另外,年径流深不仅受年降雨总量的影响,也受降雨的年内时空分布的影响.(b)从20世纪60年代到21世纪初,各要素的年代际变化不一致:年降雨量变化为少-多-少-多-少,年径流深和年径流系数变化为多-少-少-多-少.年降雨量年代际距平变化最小,变化幅度较平缓,而年径流深和年径流系数的年代际变化都比年降雨量的年代际变化大得多.(c)降雨量没有明显的增减变化,而径流却具有显著的减少趋势,其中年径流深通过了95%的置信度检验,年径流系数通过了99%的置信度检验.分析结果表明,径流的变化除了受降雨量的影响之外,还可能受气温变化和人类活动等其他因素的影响.     

中国不同时段气候变暖速率的时空分异研究(1961—2014)

基于多种统计方法,采用534个站点数据诊断中国1961-2014年年均气温变化.结果表明:在时间序列上,中国年均气温整体呈现出增加趋势,但是各时段变化趋势却又各不相同,分别表现出“减-增-增-增-减”的动态变化特征,并且在不同时间尺度上表现出2~6、20、40和60a左右的波动特征,在1998年左右中国年均气温发生突变,气温变暖出现停滞.在空间分布上,中国年均气温1961-2014年近100%的站点均呈增加趋势,且此时段各年代相对整个研究段呈增加趋势的站点比例依次是2.6%、32.9%、78.8%、86.0%和11.2%.尤其是1960时段和2000年以后是大面积气温趋势下降显著的时段,而1971-2000年是中国大面积显著增加的时段.不论是气温趋势增加或减少,青藏高原和东北地区均在空间分异格局中率先表现出十分显著的变化特征.尤其是2000年以来中国年均气温变化出现了明显的停滞现象,与此时段的二氧化碳急剧上升形成了十分鲜明的对比.对于气候变暖停滞的原因,仍存在诸多不确定的认识,亟待进行深入系统的研究.      

大气CO2浓度和温度变化对石莼生长及其叶绿素荧光特性的影响

【目的】为了研究大型海藻在全球气候变化背景下的生态功能,探讨大气 CO2浓度升高和温度变化对石莼（Ulva lactuca）生长及其叶绿素荧光特性的影响。【方法】在4种条件（390μL／L CO2＋15℃;700μL／L CO2＋15℃;390μL／L CO2＋25℃;700μL／L CO2＋25℃）下培养石莼,10 d后测定藻体生长、叶绿素荧光参数以及生化组分。【结果】经10℃低温6 h处理,石莼受到光抑制;经35℃高温6 h处理,25℃正常空气条件下生长的石莼表现出较高的最大光量子产量（Fv／Fm）,光能利用效率（α）,非光化学淬灭（NPQ）和光化学淬灭（qP ）,25℃高CO2浓度条件下生长的石莼最大相对电子传递速率（rETRmax）和饱和电子传递速率（Ek ）大于其他生长条件下的石莼;经40℃高温处理6 h,15℃生长的石莼光合机构受损;相对于25℃与正常空气条件下生长的石莼,25℃与高CO2浓度条件下生长的石莼Fv／Fm、a、NPQ和qP 的下降程度较小,而且具有较高的rETRmax 和Ek。【结论】高CO2浓度促进石莼的生长,但其对石莼可溶性蛋白（SP ）、可溶性碳水化合物（SC ）、叶绿素 a （Chl a）和类胡萝卜素（Car ）等生化组分含量影响具有温度依赖性。另外,CO2浓度升高使得石莼抗高温的能力增强。     

Trend, seasonal and diurnal variations of atmospheric CO2 in Beijing

The concentration of atmospheric CO₂ in Beijing increased rapidly at a mean growth rate of 3.7% · a⁻¹ from 1993 to 1995. After displaying a peak of (409.7±25.9) μmol · mol⁻¹ in 1995, it decreased slowly. Both the almost stable anthropogenic CO₂ source and increasing biotic CO₂ sink contribute to the drop of CO₂ concentration from 1995 to 2000. The seasonal variation of CO₂ concentration exhibits a clear cycle with a maximum in winter, averaging (426.8±20.6) μmol · mol⁻¹, and a minimum in summer, averaging (369.1±6.1) μmol·mol⁻¹. The seasonal variation of CO₂ concentration is mainly controlled by phenology. The mean diurnal variation of atmospheric CO₂ concentration for a year in Beijing is highly clear: daily maximum CO₂ concentration usually occurs at night, but daily minimum CO₂ concentration does in the daytime, with a mean diurnal difference more than 34.7 μmol·mol⁻¹. It has been revealed that the interannual variations of atmospheric CO₂ concentration in winter and autumn regulated the interannual trend of atmospheric CO₂, whereas the interannual variation of CO₂ concentration in summer affected the general tendency of atmospheric CO₂ in a less degree.     

空气污染现状及咸阳市大气中SO2浓度变化研究

目的研究空气污染所造成严重健康问题以及咸阳市2014-2017年大气中SO_2浓度变化,并对其进行统计分析,为咸阳市能源结构调整和大气污染控制提供参考。方法以全球环境污染对健康影响的最新成果以及历史上SO_2烟雾事件为背景,结合咸阳市2014-2017年大气中SO_2浓度变化,利用Origin9.0软件进行统计分析,总结其变化规律。结果全世界每6个过早死亡者当中就有一个是因为环境污染而导致的,仅2015年约有900万人因为暴露于毒素而导致疾病致死,因为污染年度损失花费约4.6万亿美元,约占全球经济产出的6.2%。咸阳市大气中SO_2浓度变化,每年度的采暖期(11月中旬到来年3月中旬)SO_2浓度要比其它时间段更高一些;2014-2017年9月之间,年度SO_2浓度平均值有逐年下降之势,而且平均值之间存在极其显著性差异(P0.01);SO_2浓度变化与NO_2及CO浓度变化呈现出正线性相关,而与O_3浓度变化呈现出负线性相关。结论面对全球环境污染发展严重之势,咸阳市大气中SO_2浓度变化呈现出逐年下降的发展态势,与咸阳市进行能源结构调整、控制燃煤消费量等环境保护措施有直接关系。但是,同时也应该注意对于其它大气污染物(PM_(2.5),PM_(10),NO_2,CO,O_3)浓度变化的研究,为保护环境、控制污染提供更为全面的参考依据。     

近60年玛纳斯河径流变化规律的分析

玛纳斯河是该流域绿洲生存的命脉,流域上游山区形成的径流是供给中下游平原及绿洲区的重要水源。本文根据玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1955-2010年系列径流资料,利用Mann—Kendall非参数统计检验和小波分析方法对近60年玛河径流年内、年际变化特征进行分析。结果表明：玛纳斯河径流年内分配极不均匀,主要集中在6-8月,在季节分配上,夏季径流量最丰,其次是秋季,冬季径流最小;径流年际变化大,径流变化具有明显的周期性及阶段性,丰枯时期显著,并存在32年、10年左右的主周期;近60年玛纳斯河径流量总体呈增加趋势,而且在1995年发生突变,即从1995年玛纳斯河开始趋于丰水趋势。