瞬变种的HeI紫外光电子能谱(UPS)——一个溴原子的HeI光电子谱

已知微波放电(MD)方法是获得瞬变种的常用方法,也广泛地用于HeI紫外光电子能谱(UPS)的研究中.我们用微波放电方法,首次直接从CH_3I获得高浓度、高分辨、低本底的I原子的UPS谱;同时我们也首先从氟里昂化合物微波放电物种的UPS研究中获得一个高分辨、高强度、低本底和低复合产物的Cl原子的UPS谱.显然它们都对这些人类排放物损耗大气臭氧过程所产生的卤氧化物(FO,ClO,BrO和IO)等的了解提供了前提.     

臭氧洞“笼罩”人类城市

尽管臭氧层空洞的危害已引起人类的重视．但在很多人的印象中,臭氧洞离我们的生活还很遥远。然而最近,南极上空臭氧空洞的扩散,第一次使人类城市暴露在了紫外线辐射的直接威胁之下。今年１０月初,智利蓬塔阿雷纳斯市及其临近地区宣布进入紧急状态,原因是南极上空的臭氧空洞扩散到了这座城市上空,当地居民暴露在了强度极高的紫外线辐射下。臭氧空洞“笼罩”人类城市．这在人类历史上还是第一次。根据当地气象部门的监测报告,目前该地区的紫外线辐射程度正逐渐减弱,但仍然处于危险水平。为了确保当地１２万居民的健康,蓬塔阿雷纳斯市…     

大气臭氧层纵横谈

大气臭氧层,是指在地球上空20～30千米处,臭氧密度较大,称之为臭氧层。由于它担负着吸收太阳紫外线、保护地球生命的"神圣职责",被人类喻为地球生命的"保护伞"。但是,由于人为因素的破坏,大气臭氧层日渐薄弱,个别地方还出现了"空洞",强烈的太阳紫外线透过薄薄的臭氧层,通过空洞,对地球生命构成严重的威胁。据国际有关部门报告,1995年7月,大气臭氧层浓     

中国地区臭氧总量变化与青藏高原低值中心

近10年来,由于人类活动引起全球平流层大气臭氧以至大气柱臭氧总量的损耗已为许多观测事实所证实.中国地区也不例外,魏鼎文等用北京及昆明两地1979年以来Dobson臭氧仪观测资料,分析结果表明,该两地区臭氧总量也在不断减少.1991～1993年,北京、昆明、黑龙江省龙风山,浙江省临安以及青海瓦里观山等臭氧站观测结果,都指出了臭氧总量异常地消耗.为了全面了解中国地区近10多年来臭氧总量变化的时空分布情况,本文利用美     

0—33公里大气臭氧和气溶胶垂直分布的气球观测

臭氧是大气中的一种微量气体成分。尽管它在大气中的含量很少,但它对于人类和整个生物系统却至关重要。正是由于臭氧对太阳紫外辐射的吸收,才得以使地球上包括人类在内的整个生物界免遭过量的太阳紫外辐射之害。近年来,人类活动对臭氧含量的影响已成为一个众所关注的问题。大气臭氧含量的变化不但影响到大气中大量光化学反应,而且由于臭氧是平     

中层大气臭氧的地面毫米波观测

近年来极区臭氧空洞的发现迫使人们去探测大气臭氧长期的变化趋势。已经使用许多实验技术来测量臭氧的总含量或垂直分布,对中层大气臭氧的地面毫米波观测则是射电天文学成就的延伸。该方法可以提供差不多全天候24h的连续观测数据,可以分析几分钟、几小时以至几年时间尺度内的变化。这里所提出的是在名古屋用地面毫米波观测技术所得到的中层大气臭氧的周日变化与垂直分布的初步结果。     

全球环境工程

平流层中臭氧损耗的严重性又有新证据,据报道,由于南极水域紫外线的增多已经引起那里的生物损伤,北极和北部中纬度地区的生物也受到威胁。自国际上达成蒙特利尔协议之后,各国都在履行逐年减少往大气中排放氯氟烃的计划。如果由于臭氧损耗带来的灾难变得不堪容忍的话,人类有必要采取包括实施全球环境工程在内的更加积极的对策。关于实施全球环境工程已经提出了不少方案,其中多数是不切实际的和缺乏科学依据的。监测表明,南极臭氧层空洞问题正在变得十分严     

大气臭氧的探测研究

航天飞机和NASA高层大气研究卫星(VARS)获得的资料表明,美国、加拿大及欧洲上空的臭氧“空洞”还在发展。据航天飞机和卫星上仪器的记录,臭氧层中氧化氯成分高达10亿分之1.5。在同温层或高层大气中,太阳的紫外射线使含氯氟烃分子分解出氯原子,这是通常用作致冷剂或泡沫附加剂的一种人造化学物。游离氯原子同臭氧分子接触便形成氧化氯。臭氧同温层的破坏,使更     

首次观测到的一种大气微量成分

人们已经知道下流层大气中有几种微量成分可以影响大气臭氧的分布。它们是HNO_3、HCl、N_2O_5等,寿命较长,不大容易起反应,对平流层中那些含有氮、氯和氢的微量成分起一种蓄存的作用,而这些含氮、氯和氢的微量成分却具有破坏大气臭氧的作用。人类活动排放出的甲烷、氧化氮(NO_2)和氯烃(特别是CFCl_3和CF_2Cl_2),寿命较长,可以被大气输送到平流层,在臭氧反应中起催化剂的作用。反应后,它们变成上述起蓄存作用的微量成分。其转换速度决定了它们对平流层臭氧的影响,而转换后产物的浓度对大气化学反应速度很敏感,所以测定它们在平流层中的浓度是很重要的。以前,只对平流层中的HNO_3和HCl做了广泛的测定。最近,美国科学研究人员用红外遥测方法测定了平流层中的N_2O_5,获得了一批测量数据。     

低温冰晶表面臭氧耗损速率

南极上空春季臭氧耗损很显著,形成“臭氧洞”.大气臭氧气相反应过程不能阐述臭氧洞的产生现象,低温下气相反应,无力解释臭氧的快速损耗.Solomon,Rowland等提出大气中非均相反应可能对臭氧的破坏起重要作用.发生非均相反应需要有颗粒物存在,极地上空平流层云的形成提供产生非均相反应的条件.在南极上空冬季和春季有三种类型的极地平流层云,Ⅰ型颗粒物是由三水合硝酸(NAT)组成,形成温度约为197K;Ⅱ型颗粒物主要成分是水,在约187K形成;Ⅲ型平流层云由珠母云组成.在这些颗粒物上发生的非均相反应将使非活性的储库化合物转化为活性氯,由此导致臭氧急剧下降并产生高浓度的C10.因此研究在冰晶上的非均相反应是大气臭氧耗损过程研究的热点课题。 臭氧在冰晶表面的耗损有两种方式:(1)在冰晶表面发生化学反应,破坏臭氧;(2)臭氧在冰晶表面发生吸附作用.当冰晶蒸发后,臭氧又能释放出来.本工作试图测定臭氧在冰晶上的耗损速率,以后再逐步研究所发生的化学过程和吸附过程。     

臭氧洞与海洋温度的联系

根据美国气象学家的意见,化学物质并非是南极上空平流层内臭氧层空洞发生的全部祸首。大气科学家将在10月监视南极天空年年出现的空洞情况。现行的学说认为氯化合物及其它化学物质破坏了臭氧层。但科罗拉多州博尔德的国家海洋与大气管理局的瓦尔特·克姆赫(Walter Komhyr)及同事说,“赤道上太平洋东部海面温度可能影响着南极和别处上空的臭氧水平”。研究人员研究东太平洋海面温度已有25年。他们发现赤道上东太平洋1962～1975年间海面温度较低,与此同时的全球臭氧水平升高。1976～1988年期间该水域较温暖,全球臭氧水平降低。     

基于中国四大城市群计算的最大增量反应活性

我国臭氧污染呈逐年加重的趋势,已有研究显示我国大部分城市地区处于臭氧生成的挥发性有机物(volatile organic compound, VOCs)控制区,因此准确计算VOCs对臭氧生成潜势的贡献是对于臭氧污染采取科学有效防控措施的前提条件.本研究使用基于二代区域大气化学机理(the second regional atmospheric chemistry mechanism,RACM2)的盒子模型,建立我国四大城市群(京津冀、长三角、珠三角以及成渝地区)的基准情景以及最大增量反应活性(MIR)情景,计算了适用于我国大气复合污染条件下的VOCs最大增量反应活性(MIR_CHN).与Carter基于美国39个城市所计算的MIR相比,我国最活跃VOCs与最惰性VOCs之间的最大增量反应活性差异范围更大.若使用基于美国39个城市所计算的MIR对我国城市地区的臭氧生成潜势进行预判,容易造成对于我国城市地区臭氧污染控制过程中特征VOCs的误判.因此本研究计算得到的MIR_CHN能够更准确地评估我国大气条件下VOCs的臭氧生成潜势,且对臭氧生成过程中关键VOCs物种的判定更为准确.     

大气条件下臭氧与乙烯反应的动力学研究

臭氧是大气化学过程中的核心物种之一, 可以作为对流层大气氧化能力的重要指示剂. 使用自行研制的大气反应烟雾箱模拟实验装置, 研究了接近大气环境臭氧浓度下(100~200 ppb, 1 ppb=1×10^−9)臭氧与乙烯的反应. 结合Model 49C-O₃分析仪与火焰离子化检测-气相色谱(GC-FID)对反应过程中的臭氧与乙烯进行实时监测, 得到臭氧与乙烯在室温条件下(286.5 K)的反应速率常数为1.01×10^−18 (cm³·molecule^−1·s^−1), 半衰期为88 min. 该数据与前人采用的基质隔离(matrix-isolation)技术得到的实验值一致, 表明该大气反应烟雾箱模拟实验装置可以用于大气化学反应过程的研究.     

2002~2003年北半球中纬地区臭氧总量TOMS与地面观测的非常差异

对大气臭氧的监测一直是大气和环境学科的重要内容之一, 平流层臭氧减少已引起全球各国政府以及民众的广泛关注[1~4].对全球大气臭氧总量的观测主要有两种方法: 地基观测, 探测仪器主要有Dobson 和 Brewer; 卫星观测, 常用产品是美国宇航局提供的 TOMS(Total ozone mapping spe     

我国大气本底观测站创新发展的思考和建议

正大气本底监测是指在远离人类活动影响的地方对经过充分混合的、不受局地污染影响的大气成分进行长期定点的观测.由于大气本底监测能在全球或区域尺度上反映出人类活动所造成的大气成分的长期变化,因此对社会经济建设和科学研究等都具有非常重要的作用[1～3].自20世纪50年代开始,国外的一些观测台站进行了二氧化碳、臭氧及大气重金属等主要大气成分的本底观测[4～8].     

平流层中臭氧耗减化学研究进展

平流层中的臭氧耗减过程十分复杂,它是大气动力学,大气化学和地球物理学中的重点研究课题之一,臭氧耗减的化学机理研究涉及到几百个化学反应,近年来的研究表明,NO－NO2,HOx Cl-ClO和Br-BrO等催化循环圈是直接耗减臭氧的重要原因,而氟氯化碳和溴代守是破坏臭氧的重要化学物质,从大气化学的角度出发,介绍有关的自由基的来源,它们参与催化循环圈的反应以及有关光谱学和动力学研究的最新进展。     

全球大气化学研究的回顾及展望

建立大气化学学科至今有40年左右的历史。回顾大气化学研究史,应该以1950年为准。现简要介绍如下: 一、1950年以前由于人类活动及工业的发展,人们逐渐开始对大气化学有所重视,但仍未作为一个学科开展研究,仅对某些问题有所阐述: 1.英国城市污染,如伦敦的烟雾事件,主要是二氧化硫与大雾造成的烟雾污染。 2.由矿物燃料的燃烧所产生的二氧化碳已引起关注,但从事该研究的科学家不多,因对二氧化碳的定量方法尚未解决。 3.关于平流层中的臭氧已引起关注。二、1950年以后     

臭氧与臭氧洞*

2011年空前的北极臭氧损耗,引发了人们对臭氧和臭氧洞的新关注。本文回顾了南极臭氧洞的由来及变化;讨论了南极臭氧洞产生的原因以及南北极臭氧变化的差异;指出目前只是在南极春季出现了臭氧洞,北极并没有出现过臭氧洞。在当前大气环境被污染的情况下,极地大气臭氧亏损的程度将更多地随大气环流,特别是极地涡旋中的低温状况而发生变化。人类只有一个地球,为保护大气臭氧层,国际社会做出了巨大的努力,中国也有自己的贡献。     

大气臭氧层破坏与人类患癌危险

大气同温层中的臭氧在保护地球生物中起着关键的作用。大约3%的太阳输出以紫外线(UV)释放出来,但其中只有一小部分到达地球表面。波长在240～290nm的紫外线C(UVC)几乎全部被大气中的臭氧消除,只有一部分紫外线B(UVB)(290～320nm)穿过大气到达地球表面。由于紫外线B与紫外线C不在DNA的吸收光谱内,所以臭氧对原始生命形式很关键,尤其对水中生态系统。对人类,臭氧能大大限制太阳辐射的致癌作用。     

小麦产量形成对大气臭氧浓度升高响应的整合分析

应用整合分析(meta-analysis)方法定量研究了大气臭氧(O₃)浓度增加对小麦光合色素、气体交换和产量形成的影响. 通过Web of Sciences和中国期刊全文数据库检索, 共收集39篇原始论文. 结果表明, 大气臭氧浓度增加可导致小麦的产量在当前环境浓度的基础上降低26%, 籽粒重、穗粒数和穗数分别降低18%, 11%和5%, 收获指数减少11%. 叶片生理对大气臭氧浓度增加的响应比产量敏感得多, 如光饱和光合速率、气孔导度和叶绿素含量分别下降40%, 31%和46%. 春小麦和冬小麦对臭氧的响应相似. 大部分指标显示了小麦叶片生理和产量的降低随着臭氧浓度增加而线性增加的趋势. 在小麦灌浆期, 臭氧浓度增加引起叶片的光合速率、气孔导度和叶绿素含量降低得最大. 大气CO₂浓度升高可以明显减轻或抵消大气臭氧浓度增加引起的减产效应.