高层大气臭氧生消光化学反应的非平衡态研究(1)——“纯氧大气”气泡室模式

该文采用“纯氧大气”气泡室模式模拟研究得出:每日由于太阳天顶角变化而引起光致离解系数的变化,导致臭氧浓度的日变化;并建立了臭氧浓度扰动方程,臭氧浓度扰动是光化学反应过程中臭氧浓度涨落增衰的结果,而臭氧层的层状精细结构是扩散机制所致.     

高层大气臭氧生消光化学反应的非平衡态研究（1）：“…

该文采用“纯氧大气”气泡室模式模拟研究得出；每日由于太阳天顶角变化而引起光致离解系数的变化，导致臭氧浓度的日变化；并建立了臭氧浓度扰动方程，臭氧浓度扰是光化学应过程中臭浓度纱落增高的结果，而臭氧层的层奖精细结构是扩散机制所致。     

株洲市区大气臭氧污染特征分析

本文对株洲市区环境空气中的臭氧污染现状进行了调查分析。利用株洲市大气自动监测系统2013年监测数据,分析株洲市臭氧污染情况及臭氧浓度与时间、空间的变化规律。探讨了臭氧浓度和前体物氮氧化物以及各气象参数之间的关系。     

关于大气臭氧问题的主要研究进展

大气臭氧是非常重要的温室气体,其在全球的分布具有不均匀性,受到人类活动的显著影响,近几十年来由于对流层臭氧增加造成正的辐射强迫会增加大气温室效应,而平流臭氧减少会使其吸收的紫外线辐射减少,为负的辐射强迫,使得平流层大气降温。因此关于大气臭氧浓度变化及其对气候的影响是非常复杂的,一直是科学界研究的热点和难点问题。自从20世纪50年代末到70年代就发现臭氧浓度有减少的趋势。1985年英国南极考察队在南纬60°地区观测发现存在大气臭氧层空洞;自此开始,大气臭氧问题引起了世界各国的极大关注,并给予很多研究。目前,平流层和对流层臭氧浓度的观测仍然是研究的重点。鉴于对流层臭氧浓度持续升高和平流层臭氧浓度的不断下降,以及他们在对流层和平流层大气温度中所起的不同作用,本文将主要针对近五年来大气臭氧相关的研究进展进行简要的综述,包括对流层和平流层臭氧浓度及其观测研究,和人类活动的影响等方面进行分述。最后给出目前研究工作的不足和未来工作展望。     

保定市夏季臭氧污染来源及大气传输影响研究

运用Models-3/CMAQ模式和源排放情景分析扰动法, 对河北省保定市2014年7月的臭氧污染来源进行模拟与量化, 分析大气传输对保定市臭氧污染特征和来源组成的影响。保定市臭氧浓度分布呈现西部山区低、中部和东部平原区高的特点。研究期间, 保定市臭氧污染主要受偏南气团、东南气团和偏东气团的传输影响, 污染日中 3 类传输条件出现的比例分别为28%, 39%和17%。在保定市最大8小时臭氧浓度中, 跨区域背景的臭氧占比近半。在京津冀及周边地区对保定臭氧的贡献中, 河北省贡献最大(约占区域总贡献量的2/5), 河南省、山东省和江苏省源排放也有重要影响(均占区域贡献的1/10左右)。在上午, 河北中部排放贡献的快速增大以及来自河南和山东的臭氧通过垂直混合向地面输送, 导致保定臭氧浓度快速升高; 除河北中部地区外, 其余地区的贡献变化总体平缓, 导致保定午后臭氧高值持续时间长, 呈现宽峰型的单峰日变化特征。     

东亚低纬地区大气臭氧时空分布特征

利用1979～1992年和1997～2008年2个时间段(分别称为Ⅰ期和Ⅱ期)的TOMS臭氧总量月平均网格资料,对东亚低纬地区大气臭氧的分布变化和纬度带特征进行了较为详细的对比研究.结果表明:①Ⅱ期较Ⅰ期区域大气臭氧浓度水平整体降低;区域臭氧浓度普遍低于同纬度其它区域,受地形和环流影响显著;②Ⅰ期和Ⅱ期区域平均及纬带平均臭氧浓度均表现为不同的季节和年际变化特征,南北有别,近赤道纬带和较高纬带有异;③Ⅰ期和Ⅱ期区域平均臭氧浓度时间序列除典型的年变化周期外,还有略低于QBO振荡的1.3～2.3a主周期,而区域赤道纬度带臭氧浓度QBO振荡却特别明显.值得注意的是,该1.3～2.3a主周期呈现区域南北半球部分的跷跷板式强弱振荡.     

地形坡度对斜压大气扰动的影响

本文推导出σ坐标系斜压大气的准地转位位涡方程，该方程形式与Ｐ坐标系的准地转位涡方程非常相似，但本质不同。本文还用ＷＫＢ方法讨论了大地形坡度对斜压大气扰动发展的影响。指出：东西走向山脉的南坡有利于低层大气槽线呈西北一东南向扰动发展，也有利于高层大气槽线呈东北－西南向的扰动发展。     

异宿轨道与全球大气运动的演化

本文应用Ｌｏｒｅｎｚ的最大简化的非线性涡度方程，对大气大尺度运动作了定性分析，分析指出：由于基流与扰动、扰动与扰动间的相互作用，大气中经常存在４个闭合涡旋，它是平均涡度能的极值中心，而伴随着这４个涡旋同时存在两个不稳定的鞍点，它们之间形成异宿轨道。在相空间中本文画出了围绕４个中心点和连接鞍点异宿轨道的流线图。这个流型反映了现实空间中的大气流动，而它的变化反映了现实空间中全球大气的演化。本文求出了这种演化是周期的，它表明只要初始时刻涡旋存在，它将永远存在。     

珠穆朗玛峰地区大气示踪剂Be-7的观测

2002年5-6月,分别在海拔4300m 的定日和5000m 的珠穆朗玛峰北坡采集了地面大气颗粒物,测量了颗粒物中Be-7的放射性活度浓度,Be-7浓度为0.76～1.7 mBq·m^{- 3},表明观测期间平流层的输送对地表高臭氧浓度的贡献不明显。     

气象因子对近地面层臭氧浓度的影响

利用近几年来近地面层臭氧浓度和常规气象要素的观测资料。分析了温度、降水、蒸发、风向风速等气象要素对近地面层臭氧浓度的影响．结果表明，近地面层臭氧浓度随着气温的升高而升高，臭氧浓度的日变化和季节变化有同样趋势；而降水、湿度的影响刚好与气温相反；大风或有雾的天气条件也会成为近地面层臭氧浓度增高的因素。这可能与大风对引起近地面臭氧产生的前体物的搬运作用以及雾内湍流将高层臭氧向下的输送作用有关。     

融合空间和统计特征的CNN-GRU臭氧浓度预测模型研究

近年来，空气污染问题备受关注，近地面臭氧逐渐成为我国部分城市的首要污染物，因此对臭氧浓度的精准预测尤为重要.为了进一步提高臭氧浓度预测的精度，提出一种融合空间特征和统计特征的卷积神经网络和门控循环单元（Convolutional Neural Networks and Gate Recurrent Unit,CNN-GRU）臭氧浓度组合预测模型.首先，通过对时空因素以及其他大气污染物与臭氧浓度进行相关性分析，利用基于统计域的方法和克里金插值法对臭氧浓度时序数据进行预处理来提取臭氧浓度数据的时空特征，采用并联杂交CNN和GRU结构的组合预测模型得到最终的臭氧浓度预测结果 .实验结果表明，CNN-GRU组合预测模型预测未来一小时的臭氧浓度可决系数、均方根误差和均方误差的值分别为0.9598,11.9508和8.2753，未来两小时的臭氧浓度可决系数、均方根误差和均方误差的值分别为0.8985,18.5373和13.0045，优于独立的CNN、长短期记忆（LongShortTermMemory,LSTM）网络、GRU、卷积-长短期记忆网络（Convolutional LSTM Network...     

频散效应对自由大气能量输送的影响

本文应用扩大的Ｐｒａｎｄｔｌ混合长理论分析自由大气中的Ｒｅｎｏｌｄｓ平均运动方程组，着重分析了频散效应对自由大气大迟度运动能量输送的影响。分析指出：频散效应的自由大气中能量由扰动动能向平均动能转换（即能量逆转）的根本原因；正压大气能量逆转只能在扰动的尺度小于临界迟度Ｌｃ时才能发生；斜压大气能量逆转主要在扰动的厚度小于临界厚度Ｄｃ时发生。不同尺度的扰动与包含和不包含频率散效应的简单模式结果验证了上面     

2016—2020年武汉各行政区臭氧浓度的时空分布规律

基于中国环境监测总站和武汉市环保局的污染物小时均值数据，统计武汉市22个监测点臭氧浓度，分析臭氧浓度及污染状况的时空分布状况，结果表明：2016—2020年武汉地区臭氧浓度具有明显的时间变化规律，年际变化呈现上升的趋势；在年内变化上呈现冬季低、夏季高的特点；在臭氧浓度月均值变化中多呈现不规则的“M”状双峰型变化趋势，少数呈倒“V”状的单峰型，还有极少数的多峰型；臭氧浓度空间分布规律为从市中心到远城区依次降低.出现空间异质性是主城区臭氧前体污染物排放源集中，再加上夏季城市的热岛效应，增加了臭氧的浓度.     

亚印太交汇区低纬上空不同层次大气臭氧的时空变化分析

 利用ECMWF 195709~200208共45a的多层臭氧质量混合比月平均资料,详细分析了亚印太交汇区(AIPO)低纬地带上空平流层、对流层各层次上臭氧浓度的分布特征.结果表明:①区域上空对流层、平流层及臭氧总量大尺度特征均显著,纬度带分布特征明显;②对流层和平流层臭氧各个季节变化趋势相反,平流层臭氧和臭氧总量各个季节变化趋势一致;同一层次夏季臭氧浓度变化趋势与其他3个季节变化趋势相反;③区域上空20~3hPa是臭氧浓度的高值区,50~30hPa臭氧平均变化幅度最大;④对流层臭氧距平变化在整个高度上较为一致,正、负距平随季节绕赤道做南、北半球摆动,且存在季节性突变;⑤赤道上空有明显从平流层上层随季节逐渐往较低层传播的臭氧正负距平现象.     

电磁波在非均匀大气中的传播

根据大气折射率的统计性质，本文在菲涅耳近似、玻恩近似下，讨论了微弱涨落区域内、振幅涨落服从对数正态分布的情况，从而得到了电磁波在非均匀大气中传播的波扰动的对数振幅与位相表达式．     

重庆中心城区臭氧浓度网格预报方法及其应用研究

为探索不同机器学习方法在臭氧浓度预测中的应用效果，基于重庆市中心城区及其周边区域2017-2019年臭氧数据及气象数据，利用KNN数据挖掘算法与BP神经网络算法，建立了2种以重庆中心城区北碚区为中心的臭氧浓度预报模型，并运用反距离加权插值法将臭氧浓度预报值网格化.研究显示：(1)2017-2019年间，臭氧浓度除铜梁区和沙坪坝区呈逐年上升趋势外，其他区域呈“单峰形”的变化，最大值出现在2018年；夏季臭氧浓度最高，冬季最低；臭氧浓度与气象要素关系最密切的是最高气温、平均气温及相对湿度.(2)2种预测模型在7个区的训练中平均预报准确度超过了74%,其中KNN模型的准确率高于BP神经网络模型，2种模型与实测值的相关性超过了0.7,拟合度较高；在验证模型准确率中，BP神经网络模型在检验过程中的整体效果高于训练效果；总的来说，基于BP神经网络模型的预测结果总体优于KNN模型的.(3)将模型应用于臭氧浓度网格预报中，从数值来看，高值与实测值基本一致，低值低于实测值；从地理位置来看，低值与实测值位置基本一致，分布在重庆中心城区中部偏西地区，高值预测区域差距较大，实测高值区分布在中心城区的南部和东部...     

环境空气中臭氧浓度变化影响因素的相关性分析

由于受持续高温天气影响,全国大部分区域出现了不同程度的臭氧污染,为了解环境空气中臭氧浓度的影响因素及其相互之间的相关性,本文以近期兰州新区环境空气自动监测数据为基础,采用相关性分析法对环境空气中臭氧浓度与其它气态污染物和气象参数之间的相关性进行了分析,结果表明,气象参数中,环境温度与臭氧浓度呈现高度正相关,环境湿度、大气压与臭氧浓度呈现显著负相关.其它气态污染物中,氮氧化物浓度与臭氧浓度呈现显著负相关,二氧化硫、一氧化碳浓度与臭氧浓度基本无相关.     

国产“四合一”机组氧化氮压缩机特点分析

为国产"四合一"机组的氧化氮压缩机技术特点有个明确的认识,及目前国产氧化氮压缩机在行业内的发展趋势进行评估,简要介绍了国产"四合一"机组中氧化氮压缩机的特点,有针对性地介绍了结构设计应该关注的关键问题,提出解决问题的思路和方法。     

天津市臭氧污染现状与变化特征的研究

随着经济的增长和机动车保有量的增加,天津市臭氧污染越来越严重。与平流层臭氧保护人类与环境的作用不同,对流层大气中臭氧浓度如果过高会造成一系列不利于人体健康的影响。针对臭氧污染情况,选取天津市2013年与2014年4个监测点位的臭氧、氮氧化物和PM2.5的常规小时监测数据,开展臭氧浓度对比以及臭氧时空变化分析和臭氧相关性分析。结果表明:臭氧浓度有增加的趋势;臭氧浓度呈现明显的季节和日变化规律;市中心的臭氧浓度比郊区低;臭氧浓度与氮氧化物、PM2.5呈现典型的负相关关系;臭氧浓度与温度成正相关,与湿度成负相关。     

连续型大气扰动随机过程的模拟

本文讨论了连续型大气扰动随机过程的模拟的基本原理,并提出了处理方法。采集的实验数据表明,理论分折与实验结果是一致的。最后,对实验结果作了简述。