北京大气甲烷浓度及其变化

大气甲烷既具有辐射活性,又具有化学活性,其浓度变化所引起的大气化学过程变化和气候变化将对环境产生严重影响.大气甲烷的当前浓度约为1.75ppmv(百万分之一体积混合比).最近的研究结果表明,大约有70—90%的大气甲烷产生于生物源,其余源于燃烧过程和地幔排放.70年代末至80年代初期,大气甲烷的年增长率高达1—2%,目前虽然有所缓和,但仍以每年0.9%的速率增长着.然而,其浓度上升的原因目前尚不很清楚,从而     

大气中的甲烷

众所周知大气中二氧化碳的浓度正在增加。然而甲烷的浓度也在大气中日益增加,似乎与前者同样成为全球气温上升的原因。目前甲烷在大气中的含量为1.66ppm,增加率每年为1.7％,这一现象得到认定则是最近的事。但是,这种现象起源于何时呢?     

南极中山站大气六氟化硫浓度本底特征

六氟化硫(SF_6)是一种增温潜能极高、主要来自人为排放的温室气体,对其大气背景浓度进行长期监测,对于研究全球变化具有重要意义.利用南极中山站区2008年2月~2013年1月近5年SF_6浓度的观测资料,对SF_6本底浓度和变化趋势进行了研究,结果表明:中山站风向为偏东风时大气中SF_6浓度较低,风向为偏西风时浓度较高,这主要是受海陆气团差异引起,而局地源和风速的影响可忽略不计.大气SF_6浓度的变化范围为6.01~7.80 pptv,(1 pptv=1×10~(-12)L/L,下同),平均浓度为6.90±0.40 pptv.SF_6浓度呈明显稳定的年增长趋势,年平均增长速率为0.28 pptv a~(-1),其变化趋势与全球其他观测点较接近,中山站的观测结果可代表南极地区SF_6的本底浓度.通过与全球其他观测点大气SF_6浓度数据对比,结果显示:南半球大气SF_6平均浓度明显低干北半球,北半球是SF_6排放的主要源区;而南半球SF_6主要来源干北半球大气传输和南北半球间大气高度混合,能较好地反映全球大气SF_6本底浓度。南极受人类活动影响很小,是研究全球SF_6浓度变化趋势的理想区域。     

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。     

安顺大气降水中低分子有机酸的季节变化及其来源

低分子有机酸是对流层大气的重要组成成分,对大气降水的酸度有重要的贡献.2007年6月～2008年6月共采集贵州省安顺大气降水118次,采用离子色谱法测定了样品中主要的低分子有机酸成分.结果表明,安顺大气降水总体呈酸性,pH均值为4.89.大气降水中最主要的有机酸成分为甲酸、乙酸和草酸,它们的雨量平均浓度依次为8.77,6.90和2.84μmolL-1.有机酸含量和沉降通量的季节变化规律显示植物生长释放作用是有机酸的主要来源,冬季有机酸的浓度高值可能与相对较低的降雨量以及其他大气污染输入途径有关.甲酸与乙酸具有极显著的相关性(P<0.01),相关系数为0.80,表明甲酸与乙酸具有相似的来源或者不同来源的相似源强.(F/A)T有机酸来源判定曲线显示安顺大气降水中有机酸的主要来源为直接来源,如植物生长释放、生物质燃烧和汽车尾气排放等.贵州4种不同类型地区的对比结果显示,在污染较大的大中城市,无机离子是大气降水致酸的重要因素;然而在清洁城市或偏僻地区,低分子有机酸对大气降水的阴离子和总自由酸的贡献较大.因此,控制此类地区有机酸的排放对于酸雨的防治工作显得尤为重要.     

安顺大气降水中低分子有机酸的季节变化及其来源

低分子有机酸是对流层大气的重要组成成分, 对大气降水的酸度有重要的贡献. 2007 年6月~2008 年6 月共采集贵州省安顺大气降水118 次, 采用离子色谱法测定了样品中主要的低分子有机酸成分. 结果表明, 安顺大气降水总体呈酸性, pH 均值为4.89. 大气降水中最主要的有机酸成分为甲酸、乙酸和草酸, 它们的雨量平均浓度依次为8.77, 6.90 和2.84 μmol L?1. 有机酸含量和沉降通量的季节变化规律显示植物生长释放作用是有机酸的主要来源, 冬季有机酸的浓度高值可能与相对较低的降雨量以及其他大气污染输入途径有关. 甲酸与乙酸具有极显著的相关性(P<0.01), 相关系数为0.80, 表明甲酸与乙酸具有相似的来源或者不同来源的相似源强. (F/A)T 有机酸来源判定曲线显示安顺大气降水中有机酸的主要来源为直接来源, 如植物生长释放、生物质燃烧和汽车尾气排放等. 贵州4 种不同类型地区的对比结果显示, 在污染较大的大中城市, 无机离子是大气降水致酸的重要因素; 然而在清洁城市或偏僻地区, 低分子有机酸对大气降水的阴离子和总自由酸的贡献较大. 因此, 控制此类地区有机酸的排放对于酸雨的防治工作显得尤为重要.     

生命和地球大气的演化

在氧出现前的大气的演化中,微生物扮演了主角。年轻的太阳光比现在更暗淡、更冷,而某些厌氧细菌群体释放出的大量甲烷(CH_4),维持了早期气候的温暖。地球大气的演化,始终与其生物群的进化     

大气细颗粒物对大气能见度的影响

大气颗粒物污染是造成灰霾的主要原因.本文总结了大气颗粒物影响大气能见度的几个主要因素,即颗粒物的数浓度(或质量浓度)粒径分布、化学组分以及混合状态.我们认为,空气动力学粒径小于1μm的细颗粒物(PM1)是影响大气能见度最关键的大气成分.而要准确理解颗粒物的光学性质还必须结合颗粒物的化学组分及其混合状态来综合分析.     

火星车上用于探测神秘甲烷的工具

火星上没有奶牛,关于这一点行星科学家是非常肯定的。令他们困惑的是在火星稀薄大气中测到的甲烷气体是如何产生的?要知道甲烷分子受到来自太阳的紫外线照射很容易分解,如此一来火星大气中的任何甲烷气体一定是最近释放的。     

大气降水中低分子有机酸的季节变化及对酸雨形成的贡献(以贵阳市和尚重镇为例)

低分子有机酸是大气中普遍存在的一种化学成分, 对酸雨的形成有重要的贡献. 西南地区是酸雨污染重灾区, 2006年4月到2007年4月用离子色谱法测定了贵阳市和尚重镇大气降水中的7种低分子有机酸. 实验结果表明: 两地大气降水中, 甲酸、乙酸和草酸是最主要的有机酸, 贵阳市其雨量加权平均值分别为14.24, 9.35和2.79 μmol/L, 而尚重镇则分别为4.95, 1.35和2.31 μmol/L. 尚重镇大气降水中低分子有机酸生长季节浓度高于非生长季节浓度, 说明植物或土壤的释放可能是尚重镇大气有机酸的主要来源; 与之相反, 贵阳市大气降水中有机酸非生长季节浓度高于生长季节浓度, 可能与该地区冬季降水次数少, 每次雨量小以及降水同时易伴随颗粒物沉降有关. 贵阳市有机酸对自由酸贡献分别为: 甲酸?7.9%, 乙酸?4.7%, 草酸?6.1%, 3种主要有机酸贡献了18.7%的自由酸; 尚重镇分别为: 甲酸?25.1%, 乙酸?7.5%, 草酸?25.5%, 有机酸对自由酸贡献为58.1%. 贵阳市降水中有机酸根占阴离子总和的1.7%~19.2%, 平均值为6.6%. 尚重镇降水中有机酸根对总阴离子的贡献为0.5%~92.2%, 平均贡献为13.2%. 由此可见, 低分子有机酸, 尤其是边远地区, 对大气降水酸化的影响不可忽视.     

氧气漫谈

最初的地球大气成分应与火山喷出的气体相似，由水蒸气、二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢组成。此时的“居民”是在无氧环境中生活的。大约20亿年前，当地球上出现自由氧的时候，生命受到了氧的威胁。当时地球上铁很多，由远古微生物产生的氧与铁化合形成了铁矿。多余的氧的出现大     

对流层大气中甲烷(CH_4)的观测研究

近二三十年的大气观测研究表明,全球对流层大气中CH_4每年以约1％的速率增长,其平均浓度已由1978年初的1.52ppm(体积比,下同)增至1987年9月的1.684ppm。CH_4是大气中除CO_2外含量最高的温室性微量气体,其温室加热效应仅次于CO_2和CFCs。CH_4还是     

提高地对空大气红外遥感能力的新方法

随着大气遥感技术的发展,一些作者利用高分辨率太阳光谱进行了大气参量地面遥感试验,获得了有价值的大气微量成分垂直分布特性的资料。前文中,我们对地对空大气遥感的可能性和信息内容进行了讨论,指出地对空大气遥感能力直接受测量仪器光谱分辨率的限制。目前,克服这一困难的方法是采用更高光谱分辨率的Michelson干涉仪、外差辐射计等     

气孔密度与近一个世纪大气CO2浓度变化的相关性研究

研究了５种中国特有木本植物杜仲,辽东乐,短柄怨栎,青钱柳和异叶榕,气孔密度与近一个世纪大气ＣＯ２浓度升高之间的相关关系。结果表明,随着大气ＣＯ２浓度升高,前３种植物的气孔密度明显降低,青钱柳的气孔密度降低不明显,而导叶榕的气孔密度变化与ＣＯ２浓度变化无相关性。     

敦德冰芯气泡中记录的甲烷浓度变化

通过对极地冰芯中气泡包裹气体的分析,可以恢复过去大气中的甲烷等温室气体浓度变化.敦德冰芯中包裹气体的提取及甲烷含量的分析是对山地冰川这一研究的新的尝试     

中国东部沿海大气中N_2O的混合比

氧化亚氮(N_2O)是大气中的一种重要痕量气体.它不仅是温室气体,影响气候变化,而且还能提供NO导致大气臭氧层损耗.因此,研究 N_2O的各类排放源及测定大气中N_2O的混合比等成为大气科学重视的课题.我国对N_2O在农田、森林土壤的排放通常已开展研究.对燃煤和燃烧生物物质排放的N_2O已进行测定.但是,对我国不同高度大气中N_2O的混合比的研究尚未见报道.本文将报道利用飞机沿黄海海岸由青岛到上海采取大气样品,测定不同高度下N_2O的混合比,并得到N_2O浓度随高度变化的分     

泰坦——孕育生命之星?

1655年的一个晴朗之夜,荷兰天文学家惠更斯用自制的折射望远镜发现了土星卫星中最大的一颗——土卫六,西方人叫它“泰坦”。从那时起,天文学家饶有兴趣地关注了它300多年。泰坦最显著的特征是它有一层厚厚的橙红色大气,那是氮和甲烷的混合气体,有地球大气层的7倍那么厚,也是迄今所知太阳系中惟一拥有浓密大气的卫星。1980年;当“旅行者1号”飞船飞过泰坦时,这层大气成为飞船观测泰坦的一道屏障。据最新的红外成像显示,泰坦地面形态比较复杂,表面明暗不均,一些暗区可能是液态烃（液态碳氢化合物）海,一些较亮的区域则     

科学问答

空气和大气有什么区别?大气的概念比空气大。除了地球之外,木星等行星也有大气。大气成分较复杂,其中生物生存所必备的成分就是空气,行星中只有地球拥有空气。从地面到1000km高度是大气层,其中最下部的对流圈(地表到11km高处为止)和其上部的成层圈(从地表到48km高处为止)是空气。     

温室气体浓度再创新高

正世界气象组织的最新报告指出,由于人类工农业活动产生的二氧化碳、甲烷等仍未减少,地球大气的辐射强迫水平自1990年到2014年上升了36%,全球温室气体浓度再创新高。2014年全球大气中的二氧化碳浓度达到397.7ppm,是工业革命前(1750年)水平的143%,而二氧化碳的增多也导致自然灾害和极端天气频发。此外,甲烷和一氧化二氮(俗称笑气)的浓度也分别是工业革命前水平的254%和121%。     

大气多平衡态产生之根源

大气环流是一个在外源强迫驱动下的有耗散的非线性流体系统,它存在多平衡态。早在1958年,叶笃正等就指出大气环流具有两种基本的平衡态——冬季环流型和夏季环流型。70年代末,Charney等利用简单的模式研究了正压、斜压大气的多平衡态现象,从而开创了大气多平衡态理论。关于多平衡态产生的机制问题,丑纪范利用大尺度大气运动方程,指出多平衡态是非线性的结果。本文利用完整的原始非线性大气的算子方程来进一步讨论多平衡态产生的根源。