永安市环境主要空气指标变化周期分析

采用傅立叶波谱分析方法对永安市环境监测站2007年二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物监测日均值数据进行谐波分析,结果表明：永安市二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物都存在一定的变化周期,二氧化硫主要是以星期为周期的区域环流影响大尺度变化为主,以月为周期的背景变化及以每日为周期的局地变化为其次：二氧化氮和可吸入颗粒物均以3个月以上为周期的背景变化为主,以星期为周期的区域环流影响大尺度变化为其次,可吸入颗粒物还受以每日为周期的局地变化影响。     

西藏拉萨市一次冰雹天气过程诊断分析

文章利用MICAPS系统所提供的(每隔6小时)卫星云图资料、实况降水资料、大尺度环流背景、气象要素响应变化以及物理量场分析了2014年7月16日发生在西藏拉萨市区的短时冰雹天气过程。结果显示,本次局地性冰雹天气主要受巴尔喀什湖一带低压深槽、切变线以及印度低压系统不断北上等因素的共同影响,为强对流天气区域带来充足水汽,且强对流区域具有厚的不稳定层特征;低层辐合、高层辐散为冰雹的形成提供了有利条件。     

复杂地形上的低层风场特征

为了获得复杂地形上的城市地区低层风场特征,结合各个分散站点的实测风场资料,利用质量守恒风场调整模式M CF进行了三维风场模拟分析。以北京为例,对该地区低层大气的平均流动状况和局地扰动状况进行了模拟,获得了该地区流场总体平均状态和局地扰动状态的时空变化。结果表明:该地区风场季节变化主要受大尺度背景风场决定;流场的垂直分布主要由地形和背景风场共同决定。冬季流场主要受地形动力作用,而夏季则受热力作用,具有很强的局地环流;晴稳天气条件下,低层流场受地形扰动影响较强,其影响表现为水平涡旋形态,城市对涡旋产生也具有显著的影响。     

鄱阳湖典型沉水植物分布区CO2、CH4释放日变化特征

为进一步准确评估鄱阳湖湿地碳平衡,探讨不同湿地类型碳排放特征与控制因子,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区选择典型沉水植物分布区进行了CO2、CH4释放的昼夜变化观测.结果表明:1)CO2、CH4释放均具有明显的单峰型日变化模式,释放速率变化范围分别为172.43~365.40 mg CO2·m-2·h-1、16.92~31.57 mg CH4·m-2·h-1;2)温度是影响CO2、CH4释放的主要因子,CO2释放速率与土壤温度之间相关性最显著,而CH4释放速率与水温相关性最显著;CO2释放基于气温和土壤温度的敏感性指数Q10分别为2.6,3.0;3)观测日沉水植物分布区碳排放以CO2为主,约占总碳排放的77.2%,CH4约占22.8%,考虑到两者的增温潜能,沉水植物区CH4释放引起的温室效应高于CO2.     

2016年8月22日—23日甘南局地暴雨天气过程分析

通过中小尺度环境条件天气系统的分析,结合卫星云图和雷达资料,对2016年8月22日—23日出现在甘南西北部的一次局地大暴雨过程进行了综合分析,结果表明：本次甘南西北部局地暴雨过程为大尺度环流下的中小尺度强对流天气过程,副热带高压及其东西向摆动是此次局地大暴雨过程的天气尺度系统和大尺度环流背景,暴雨发生前持续几天的高温状态,造成大气不稳定能量不断积累,为中尺度系统形成创造了有利的环境条件,地形的抬升为中尺度系统的发展提供了很好的触发条件。     

南极苔原近地面CO_2、CH_4、N_2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原 ,首次系统地研究了近地面CO2 、CH4、N2 O浓度及通量的相互关系 ,结果表明 :天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大 ;在天气较晴稳及雪天条件下 ,CO2 与CH4、N2 O浓度日变化存在明显的消长关系 ;而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致 ;整个夏季CO2 与CH4浓度变化趋势基本一致 ,而N2 O却与二者浓度的变化趋势相反 ;另外 ,在雨、雪天气条件下CH4、N2 O通量日变化存在消长关系 ,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系 ;南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用 ,对N2 O主要起着源的作用 .此外 ,CO2 浓度变化对苔原CH4通量有较大影响 ,CO2 浓度增加会适当减缓CH4汇的作用 ,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源     

6kaBP中东亚气候对植被变化的响应

选取PMIP2计划中ECBilt-CLIO-VECODE模式的结果,对比中全新世(6 kaBP)气候对于现代气候的变化,探讨了植被在中全新世气候变化中的意义.中东亚干旱区受西风环流影响,而东亚地区6 kaBP季风深入,不同大气环流的影响导致两区域大尺度气候特征差异大,同时该时期植被的变化增强了气候系统对轨道参数变化的响应:一系列气候要素对植被的动态响应导致气温、降水都因植被反馈而发生较大变化,但是该模式的结果存在低估6 kaBP升温幅度的缺陷,尤其是对冬季温度的模拟;即使耦合植被后有所改善,但对6 kaBP气候变化的驱动因子及其相互关系的研究仍需深入,同时对局地气候变化的物理机制还需改进.     

南极苔原近地面CO2、CH4、N2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原,首次系统地研究了近地面CO2,CH4,N2O浓度及通量的相互关系,结果表明：天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大,在天气较晴稳及雪天条件下,CO2与CH4,N2O浓度日变化存在明显的消失关系,而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致,整个夏季CO2与CH4浓度变化趋势基本一致,而N2O却与二者浓度的变化趋势相反,另外,在雨,雪天气条件下CH4,N2O通量日变化存在消长关系,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系,南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用,对N2O主要起着源的作用,此外,CO2浓度变化对苔原CH4通量有较大影响,CO2浓度增加会适当减缓CH4汇的作用,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源。     

保定‒雄安地区近地面大气流动与轨迹输送特征

基于2016—2017年22个地面气象站点的观测资料和NECP-fnl数据, 使用CALMET风场诊断模式, 计算保定?雄安地区两个年份的逐时风场和每日输送轨迹。根据风场与流动轨迹特性, 从大气扩散输送的角度, 将当地大气流动划分为系统大风型、局地环流型与弱系统影响型 3 类。统计分析结果表明: 大气流动3个类型的大致比例为10%, 50%和40%; 系统大风型流动的占比较低, 且春夏季较多, 秋冬季较少; 局地环流型流动以秋冬季较多, 春夏季较少; 弱系统影响型的出现频率在全年变化不大, 但在秋冬季出现频率稍低; 大气流动受西北部山地影响, 山地-平原风可控制山前约100 km的范围, 覆盖保定市和雄安新区大部; 山地-平原风的转换可在山前区域形成部分时段的小风状况; 该地区大气输送的主要路径是西南-东北方向, 对应大尺度背景流动情况; 西北-东南方向的横向输送距离较短, 对应山地-平原风地形环流的影响; 在系统大风和弱系统影响下, 冬春季会出现部分直接向东南方向的输送轨迹。     

江西北部2次大暴雨过程对比分析

利用Micaps常规资料和fnl资料,对2013年5月江西北部2次大暴雨天气过程("5.07"和"5.14")的大尺度环流形势、低空急流、水汽输送、垂直运动和中尺度系统,以及多普勒天气雷达拼图回波特征等要素,采用对比方法进行分析,结果表明:1)2次大暴雨过程欧亚中高纬环流形势均为两脊一槽型,但降水性质、环境条件和中尺度特征有所差异;2)"5.07"大暴雨低空急流具有脉动性,而"5.14"大暴雨中低空急流一直维持;3)"5.14"大暴雨过程的水汽和动力条件都比"5.07"大暴雨过程强;4)"5.07"大暴雨过程以带状回波为主,范围狭长局地性较强;"5.14"大暴雨过程以絮状回波为主,范围宽广持续时间长较为均匀。     

伴随南海季风爆发区域尺度环流演变机理的诊断分析和数值模拟

利用1957－1998年NCEP／NCAR候平均再分析资料，分析伴随南海夏季风爆发中南半岛和南海地区环流系统的演变，揭示该地区热力特征与南海夏季风爆发之间的可能联系。结果发现，不同高度上标志着南海爆发的环流系统如500hPa上的副热带高压、200hPa上的南亚高压以及850hPa 上的孟加拉湾低槽等系统在南海季风爆发期间具有显的变化特征，对流层中高层以上的环流系统反映了大尺度环流的季节变化特征，而对流层低层环流系统的变化可能与局地特征具有密切关系。从中南半岛和南海两个地区地面感热和潜热加热与该地区温压场变化之间的关系上看，中南半岛地区的热力作用对南海季风爆发期间区域环流系统演变具有重要作用，数值试验结果进一步证实了这一点。     

二氧化碳置换甲烷试验中渗透率变化研究

为研究煤层注CO2置换CH4过程中煤样对气体的吸附特性及渗透率变化特征,利用沁水盆地圆柱体原煤试样,在恒定体积应力(36 MPa)及不同注入压力(1~5 MPa)条件下,进行CO2置换CH4试验。结果表明:煤体对CO2的渗透率高于CH4气体;置换试验中,随注入压力的降低,煤体中CO2吸附相浓度逐渐升高,而CH4气体吸附相浓度呈相反变化趋势;在试验压降范围内,煤体对CO2、CH4气体的吸附量分别降低了48.73%、68.04%,煤体解吸CH4能力强于CO2气体。同时,在置换过程中,煤样置换渗透率受有效应力效应、基质收缩效应及滑脱效应等作用影响,其随注入压力的降低呈现先降低再增大的变化关系,且渗透率最低值出现在压力3.25 MPa时;在体积应力36 MPa条件下,注入压力下降后期渗透率相对于初期提高了17.03%。     

聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺平板复合膜CO2/CH4的研究

利用聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺（PDMS/PEI）非对称平板复合膜,以CO2/CH4混合体系作为研究对象,考察了原料气组成、原料气压力、渗余相流量、温度对分离过程的影响。结果表明：随着原料气中CH4组成的提高,CO2渗透速率下降,分离因子先升高,但在CH4体积分数大于0.5时,分离因子开始下降;随着原料气压力的提高,CO2的渗透速率和分离因子均为下降趋势;在不同压力和温度下,随着渗余相流量的增大,CO2渗透速率基本维持稳定,分离因子略有上升,其中在低压或者低温下,CO2分离因子变化不大,在高压或者高温下,CO2分离因子上升明显。     

地表温度时空差异对温室效应影响的误差分析

针对目前温室气体对全球变暖的影响研究中,大都将地表温度处理为单一的平均温度的现状,在分析全球地表温度时空分布特点的基础上,分别采用将其作均一化处理以及时空积分两种不同的方法,对CO2,CH4及N2O的辐射强迫进行了计算,并预测了未来100年内CO2与CH4辐射强迫的变化情况.结果表明:CO2辐射强迫受计算方法影响最大,两种方法计算所得到的绝对差值达到了0.12W/m2,相当于6%的偏差,而且随着其浓度的不断加大,偏差还会明显增加;但是对于以CH4为首的微量温室气体,即使浓度出现大幅增加,地表温度的时空差异对其辐射强迫也不会产生显著影响;目前,CH4所产生的辐射强迫大约已经占到CO2的25%,如果能够将CH4的年浓度增长控制在1μL/m3的水平上,其100年后的辐射强迫则仅为CO2的11%,从而显著缓解由于CO2浓度持续上升对全球变暖所施加的巨大压力.     

透氧膜反应器中合成气制备过程研究

以内表面积为4.1 cm2的La2NiO4致密管状透氧陶瓷膜构建膜反应器,以CH4与CO2混合进气,在880°C的条件下,通过CH4的催化部分氧化反应及CO2重整反应制备了合成气;当CH4的进气流量控制在14.1 cm3/min,CO2流量为5.6 cm3/min时合成气生成速率为36 cm3/min,CH4与CO2的转化率分别为87%和83%;与CH4单独进料相比,合成气的产率增加了约60%,H2与CO体积比从1.7下降到1.3。实验结果,在透氧膜反应器中可实现CH4、CO2共进料制备合成气。     

基于MICPAS实况资料的两次暴雨过程对比分析中的短时预报技巧

选取2012年7月21~22日、7月28~29日两次天津暴雨过程的micaps等实况资料做分析,得出结论,提出今后要更好地做好暴雨的局地临近订正预报,应在掌握大尺度环流背景的基础上,注重分析对暴雨有重要作用的物理量的分布情况,以提高预报精确率。     

含钴离聚体膜对CO2的促进输送

进一步研究了CO2、N2和CH4对乙丙三元橡胶（EPDM）磺酸钴（Co（Ⅱ）-S-EPDM）离聚体膜的渗透和分离性能．该离聚体膜显示出良好的CO2渗透性能，在20℃和0．05mPa压差下，CO2渗透系数PCO2和CO2／N2分离系数αCO2／N2分别高达223Barrer和65．70，α CO2／CH4为14．68．PCO2随CO2压差的降低而明显增大，显示出促进输送特征，这一行为即使在膜放置2个月之后并不消失，渗透分离性能变化不大．N2和CH4无此性能，因此在气体压差较低时，PCO2和αCO2/N2、αCO2/CH4可同时提高．由Arrhenius图计算的不同压差下的CO2渗透活化能显示，压差越小，渗透活化能越低，越有利于CO2的渗透。     

加压流化床中影响生物质气化气组成因素的研究

以加压流化床为反应器,锯末为原料,通过测定生物质空气气化产物的组成及其随反应条件变化的规律,确定了生物质结构与生物质气化气组成的关系。在700~850℃的温度范围内,以50℃为增量,考察了温度对气化产品气的影响。结果表明:CO是生物质气化的主要产物,在700~850℃的范围内,CO含量迅速升高,同时H2、CH4和烃类气体(包括CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H6、C3H8)的含量也有升高,CO2的含量先升高后降低。生物质加压空气气化的实验中,压力从0.5 MPa变化到1.7 MPa,随着压力升高,CO2的体积分数上升,而CO和H2的体积分数下降,CH4和烃类气体的体积分数随压力的升高有上升趋势。生物质空气-水蒸气气化的实验中,水蒸气与生物质质量比mS/mB从1.1变化到2.6,随着mS/mB的升高,CO2,H2的体积分数均有所上升。反应结果表明,升高温度有助于生物质转化为气体;而压力越高越有利于CH4等烃类气体的生成,且随着压力的升高,反应器的处理量增大,反应程度加深;水蒸气的加入,减少了空气的消耗量,并生成了更多的H2及碳氢化合物,改善了产品气的质量。     

气体放电等离子体直接转化CH4和CO2制备高碳烃研究

针对温室气体CH4和CO2化学利用,提出介质阻挡气体放电等离子体化学转化方法,将CH4,CO2直接转化为高碳烃,并副产一部分合成气.实验表明,介质阻挡气体放电CH4和CO2反应烃类产物类似于常规催化的Fischer-Tropsch(F-T)合成,包括气态烃、液态烃和高聚物,但产物分布不符合Flory-Schulz分布.研究讨论了分子筛在抑制等离子体聚合物和炭黑生成方面的作用,讨论了CO2进料对CH4转化制高碳烃的影响,指出适宜进料CH4/CO2比在2/1至3/1范围内.     

四川南部秋季降水变化及相应大气环流异常特征

利用1961—2014年全国756站的降水资料和美国NOAA-CIRES的20CR月平均再分析资料,研究了四川南部秋季(9～11月)降水变化及其相应的大气环流异常特征。结果表明,四川南部秋季降水具有显著的年际和年代际变化特征,其年际周期以2～4 a和准6 a为主,年代际周期以9～15 a为主。它与黄淮流域同期降水存在显著的负相关关系,与四川南部秋季降水关系密切的大气环流结构是北大西洋—俄罗斯西部—蒙古西部—东亚(NRMA)遥相关波列,NRMA遥相关波列在东亚地区激发出一个气旋性环流,与此同时,中南半岛西侧存在一个反气旋性环流,以上环流型有利于北方冷空气和来自孟加拉湾的暖湿气流在四川南部地区汇合,从而容易导致该地区降水的产生,反之亦然。