封面说明

正南极是受人类活动影响最小的地区,已成为对各种温室气体本底浓度监测的理想场所.六氟化硫(SF_6)是一种重要的温室气体,其全球增温潜能高,已被列入《京都议定书》成为限制排放的6种温室气体之一.由于全球变暖与温室气体的持续增加关系密切,在国际极地年(2008/2009)期间,我国在南极中山站建立了第一个大气本底监测站,实现了对大气中SF_6等温室气体的连续监测.通过南极监测     

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     

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。     

黑碳光化学老化的新机制

正黑碳是大气气溶胶的重要组成成分,在长距离输送过程中会与大气中的环境介质相互作用发生老化,使得自身的化学组成、结构、吸湿性、光学性质等发生显著改变[1,2].黑碳对可见光和红外光具有强烈吸收,近年来的研究发现这些吸收的太阳光还能够引发黑碳自身的光化学反应,促进黑碳的老化,从而影响其环境行为与效应[3],因此大气中黑碳的光化学老化受到高度关注[4].黑碳主要是由生物质燃料和化石燃料的不完全燃烧产     

TOGA COARE IOP期间西太平洋“暖池”上空大气水的统计特征

在中、美等多国合作进行的TOGA COARE综合观测期间(1992-11～1993-02),首次实现了对“暖池”上空大气水的全面(包括水汽、云水和雨强)、定点(2°S,158°E)、高分辨率(5 min)的连续监测,本文介绍其统计分析结果.必要时,将它们与1985～1989年间中国科学院组织的在西太平洋热带海域考察的某些结果做了比较.1 观测仪器用一台自制的(船载)双波长(0.86cm和1.35cm)微波辐射计监测水汽总量和垂直路径积分云液态水含量,其取样时间分辨率为5min.该仪器的观测方式及数据的反演方法见文献[1].用美国提供的ISS(integrated sounding system)系统中的自动雨强测量系统(ARRMS)监测降水,该仪器提供的初始数据为每秒钟的雨强,考虑到与水汽、云水资料的可比性,我们将雨强作了5min时段平均.     

近百年全球平均气温变化的物理模式研究

观测表明:最近一个多世纪以来,全球平均地面气温已经上升了0.62℃。这种上升被广泛认为是CO_2,CH_4,N_2O和CFCs等大气温室气体(GHGs)浓度增加的结果(例如,见文献[2]。但是,事实上至少有两个气候自然变化因子,即火山气溶胶和太阳活动,加在人类活动引起的变化之上,这很可能混淆我们对观测到的气温记录的解释。因此,如果我们能够了解自然变化因子对气候的影响,必将有助于解释和理解人类活动引起的气候变化。     

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     

我国西北部沙漠地区大气甲烷浓度的季节变化和长期变化趋势

一、引言 大气甲烷是地球大气中的一种重要的微量成分,其浓度大约为1.7 ppm。大部分大气甲烷来自生物过程。因此,长期以来人们一直认为甲烷是一种自然大气成分,其浓度是长期不变的。但是,最近几年的观测表明,大气甲烷的浓度正在迅速增长,其年增长率远比大气二氧化碳的增长率为高。     

我国大气本底站的大气浑浊度、悬浮微粒、降水化学的初步分析

我国建立的北京上甸子(40°39′N)和浙江临安(30°18′N)两个大气本底污染区域监测站,是世界气象组织全球大气本底污染监测站网的组成部分。目前开展的监测项目有:大气浑浊度、大气悬浮微粒、降水化学。本文将上述三个项目现有资料作初步分析,以供了解区域范围有关污染物质的现有本底水准和动态。     

我国大气环境立体监测技术及应用

大气环境是一个十分复杂的动态系统,大气气溶胶及其气态前体物、大气成分及环境要素分布在从大气边界层、对流层到平流层的垂直空间里,具有显著的时间和空间变化特征以及典型的地理环境气候区域特征,影响着空气质量、气候变化.提高大气环境的监测技术水平,发展遥感观测手段,实现对大气环境的在线、快速、立体探测,对于了解大气中各种成分的动态变化过程、源汇机制以及其对环境、气候的影响等具有重要意义.近年来,日新月异的激光/波谱技术促进了大气立体监测技术的发展,以光学探测和光谱数据解析为核心的各种立体监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在大气、环境、气象、空间、遥感以及军事领域得到了广泛的应用.通过光与大气中物质相互作用产生的吸收、散射、发射等过程,形成了多种探测技术,实现了对大气痕量气体、大气气溶胶、温室气体、大气风场、水汽、温度以及多种大气污染成分的快速、实时探测,并通过光波的遥感特性,在地基、车载、机载及星载多平台上对大气多种成分、大气参数进行多尺度的探测.     

北京、南京土壤中十二种元素的本底值

环境中有害物质的本底值是环境科学的一项基本资料。掌握了环境的本底值,才能判断是否存在污染,并估计污染的程度。土壤是人类获得食物的主要生产资料,也是环境中有害物积累、转化、迁移的重要场所。因此,土壤本底值是环境中各项本底值(大气、水、土壤、生物等)     

未来城市体系:概念、机理与创造

人类社会正在全球尺度上进行"星球城市化"[1].1950年世界人口仅有30％居住在城市地区,2018年世界城市化率已达55％,预计到2050年将达68％[2].人类大规模城市化已经催生或激化了气候变化、资源匮乏、社会对立等紧迫问题,对人与城市赖以生存的自然环境带来巨大冲击[3].城市问题影响广泛而深远,联合国《可持续发...     

0—30公里大气气溶胶的垂直分布

气溶胶是重要的大气成分,它存在于整个大气层,Junge等发现了在20公里高度附近的平流层气溶胶层(又名Junge层)。近些年来我们对大气气溶胶的物理化学特性进行了观测研究,并利用大气物理研究所325米气象塔和飞机进行了300米和5公里以下的气溶胶浓度、尺度谱分布和化学成分的垂直观测研究,但从地面到平流层的大气气溶胶探测这是     

季风与大气环流系统

人类有气象仪器记录的历史太短, 不足以捕捉气候系统全部的变率, 更难以用来预测未来数十年到数百年的气候变化. 重建过去气候变化的历史、理解其机制和过程可以在很大程度上弥补上述不足. 在气候系统中, 由于季风的演化与变率对人类经济、文化和生活节奏的许多方面均有重要影响, 其研究工作对社会的重要性也日益增加. 亚洲季风受欧亚大陆和印度洋-太平洋之间海陆热力差异及青藏高原的强烈影响, 是气候系统非常重要的一个组成部分. 从气候学上讲, 季风区是大气对流活动最强烈的地区, 与热带辐合带密切相关, 对全球大气的热量和水汽传递起着非常重要的作用[1]. 通过地质记录来揭示季风在地质历史时期的变化过程和机制, 对更好地理解季风的变化规律、预测其未来趋势至关重要.     

广角镜

初步监测表明珠峰时区已被污染多年来,中国科学家在包括珠峰和喜马拉雅地区在内的青藏高原十进行了综合考察职早在１９７５年,中国科学院就曾组织了珠峰科学考察、在刘东生院士的指导下,高登义等获取了自珠峰顶到珠峰北麓４３００米以及西南麓２３００米之间不同高度的冰雪样、水样．土样、生物样品数百件,经过分析,得到了珠峰地区大量的环境本底值之后,高登义等科学家又先后于１９８０、１９９２、１９９４、１９９５和１９９７年在珠峰地区对大气和水环境进行观测研究他们发现,１９９０—１９９１年的中东油田燃烧事件．严重污染了…     

热带气旋

在我们人类所居住的地球周围,包围着一层深厚的空气,通称大气。大气时刻在变化着。大气在变化过程中的物理现象,人们称它为天气现象。为了确保农牧业生产顺利的进行和航运的安全,对大气状态的改变经常进行观测,这就是近代的气象观测。经过长期的气象观测,发现热带地区经常有一些耸立于空中的云团。这些云团,有的孤立地往上冲,有的边旋转边移动活象小孩玩的陀螺,并且越旋越大,     

卫星观测的单角度偏振反射率敏感性分析

<正>大气中的二氧化碳(CO2)是受人类活动影响最多的温室气体,CO2浓度的增加被认为是全球变暖的主要原因.为了监测大气中CO2浓度的全球分布,分析全球CO2源汇特征,中国即将发射一颗碳卫星(TanSat),搭载的高光谱传感器用于监测CO2浓度.由于大气气溶胶对CO2浓度的反演具有显著的影响,TanSat另外搭载了用于反演大     

中国大陆上空CO2的本底浓度及其变化

基于中国境内对大气中CO2浓度的长期监测资料，对中国大陆上空气大气中CO2本底浓度的变化趋势和特征进行了分析研究。结果表明，1991－2000年间，中国大陆上空CO2本底浓度呈明显的增长趋势，其平均年增长值为1．59μL／L，平均年增长率为0．44％，CO2本底浓度值有明显的季节变化，其变化幅度平均为10．35μL／L。同时还讨论了中国大陆上空CO2浓度值的区域变化特征以及人类活动对这种变化的可能影响。     

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。