杭州地区大气臭氧浓度垂直分布

利用国产双池型电化学反应臭氧探空仪在杭州开展为期1年(2021年12月~2022年11月)观测,分析了该地区臭氧廓线垂直分布、臭氧柱总量以及对流层臭氧柱含量特征,并评估AIRS和MLS反演的臭氧廓线产品以及AIRS、OMIDOAS和TROPOMI反演的臭氧柱总量产品.结果表明,臭氧探空仪与地面原位臭氧分析仪观测结果具有高一致性.杭州地区臭氧垂直结构呈显著月变化特征,5月在上对流层-下平流层区域(12~16km高度范围)呈现高浓度臭氧的下传结构.4~9月在边界层附近1.5km高度以下观测到高浓度臭氧含量层.边界层内臭氧含量夏季最高,垂直变化不明显;其次是春季、秋季和冬季,均表现为随高度增加而增大.臭氧探空廓线与卫星反演臭氧垂直廓线吻合较好,在对比高度范围内相对偏差大多<10%.杭州地区臭氧柱总量和对流层柱含量平均值分别为302.1DU和40.5DU,呈明显季节变化特征.臭氧柱总量和对流层柱含量最高的季节分别为春季和夏季,5月对流层臭氧柱含量最高.臭氧探空柱总量与AIRS、OMI DOAS和TROPOMI反演臭氧柱总量一致性较好,相关系数分别为0.78、0.88和0.76.

北京及周边地区2013年1-3月PM_(2.5)变化特征

2013年1-3月北京及周边地区雾、霾高发,气候特征异于常年。利用2013年1—3月北京及周边地区6个地面观测站观测资料,研究PM_(2.5)和黑碳(BC)的质量浓度、区域分布特征及气象要素的影响情况。结果表明:北京及周边地区PM_(2.5)污染呈区域性高值、污染局地积累以及由南向北输送的特征。北京上甸子站在雾、霾与清洁期间BC与PM_(2.5)质量浓度的比值分别为7.1%和10.3%,雾、霾期间低于清洁期间;而河北固城站在雾、霾与清洁期间BC与PM_(2.5)质量浓度的比值分别为17.5%和11.9%,雾、霾期间明显高于清洁期间。二者相反的比值特征反映在清洁的下游地区雾、霾过程中二次生成的气溶胶所占比例较污染的上游地区偏高。

华北平原固城站NO_2对流层柱浓度变化特征

基于2008年9月2010年9月河北固城生态与农业气象试验站多轴差分吸收光谱仪(multi-axis differential optical absorption spectroscopy,MAX-DOAS)获得的太阳散射光谱观测,反演计算该地区NO_2对流层柱浓度,分析其季节、日变化特征以及不同来源输送的影响,并与同期NO_2地面观测资料和卫星产品进行对比分析。发现固城站NO_2对流层柱浓度冬高(5.14×10^(16)cm^(-2))夏低(1.28×10^(16)cm^(-2));日变化形态在四季均呈现中午低、傍晚高的特征,且冬季最明显。与北京城市区域同期的观测相比,冬季固城站观测值略低,而在春、夏季则偏低较显著。地面风玫瑰图分析显示,来自SW,SSW,NE方向及ENE方向的污染输送对其贡献最大。与地面、卫星NO_2观测的对比表明,MAX-DOAS反演的NO_2柱浓度与地面观测浓度具有一致的季节和日变化特征,卫星反演的NO_2对流层柱浓度产品在华北平原农村地区存在系统性低估。

新形势下我国大气本底观测研究型业务发展概述

2018年以来,大气本底站网气溶胶质量浓度、黑碳、反应性气体等多要素观测项目的国家级数据入库、监控、质量控制、观测实况显示、业务管理等实时业务上线,到2021年底,温室气体、气溶胶质量浓度和光学特性、反应性气体、酸雨和臭氧柱总量等在线观测项目,以及温室气体人工采样分析、气溶胶膜采样、酸雨业务考核、大气成分维护校准信息填报等实时和非实时业务功能将全部上线,大气本底观测实时业务能力显著提升。

大气本底站反应性气体观测数据处理系统功能设计及实现

基于反应性气体多年观测的较为成熟的数据处理和质量控制方法,采用模块化功能结构设计,通过应用Visual Studio开发平台并结合MAP WinGIS等空间和时间显示控件,对反应性气体观测数据处理系统进行了设计和开发。系统实现了观测数据在空间和时间上的可视化显示,实际业务应用表明,具有良好的人机交互和数据处理能力,具备一定的数据统计分析功能。实现了对大气本底站反应性气体观测数据的统一管理和综合处理,已成为大气成分观测数据质量控制业务系统的一个重要组成部分。

我国与周边国家和地区的CO_2本底浓度对比分析

利用世界温室气体数据中心(WDCGG)数据资料和WMO资料,对中国大陆及周边国家和地区的主要温室气体CO_2浓度等进行了初步分析。分析结果表明:总体而言,中国大陆瓦里关全球大气本底站与中国香港、日本、俄罗斯、韩国等周边国家和地区CO_2浓度水平相近,变化趋势一致;中国香港和韩国CO_2的浓度较高,日本、俄罗斯和中国瓦里关的浓度较低。多年观测数据的研究分析显示,北半球C02平均浓度呈现逐年升高态势,且CO_2平均年变化幅度与观测站所处海拔高度成反比。中国瓦里关全球大气本底站与美国Mauna Loa、Barrow、Trinidad Head全球大气本底站CO_2浓度水平和变化趋势较为一致,年际变化幅度略高于Mauna Loa站,低于Barrow站。中国上甸子区域大气本底站CO_2浓度变化比瓦里关及美国Mauna Loa、Barrow、Trinidad Head站剧烈,显示出上甸子站受区域排放影响较强的特性。

中国大气本底观测:减污降碳背景下主要大气成分变化趋势

大气成分变化对天气气候、环境生态,以及人体健康、社会生活等都有重要影响。只有通过长期观测,了解这些大气成分的浓度水平、变化趋势、相关源汇过程,才能准确地评估人类活动对当前地球气候、环境和生态系统造成的影响,保护人类发展和生存条件。本文概括介绍了世界气象组织全球大气监测计划(WMO/GAW)和我国开展大气本底观测的发展历程,介绍了中国气象局大气本底站网建设与观测业务体系和运行情况,以及中国气象局大气本底观测在科学研究、政府决策、社会公众服务等各个领域发挥的重要的作用。进一步结合大气本底站观测的温室气体、颗粒物和O;的变化趋势和特点分析,阐述了大气本底观测对我国应对气候变化、大气污染治理和推进碳达峰、碳中和的重要意义。并对今后我国推动大气本底站建设,完善大气本底观测网络布局和运行保障体系,提升大气本底观测能力,拓展大气本底观测应用服务等提出建议。文章同时介绍了最新得到(截止到2020年)的大气本底站温室气体观测数据结果,显示青海瓦里关全球大气本底站长期大气CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O年平均浓度与北半球中纬度地区平均浓度相当,而6个区域大气本底站的CO_(2)、CH_(4)浓度水平均高于瓦里关站,反映了人类活动对区域大气本底浓度水平的重要贡献。

基于WinCE的WCDMA RLC层协议开发

WCDMA协议栈中的无线链路控制(RLC)层是负责数据传输控制的协议层。文章分析了RLC层的工作机制,基于Microsoft WindowsCE.Net嵌入式操作系统完成了RLC层协议栈的设计,并按模块实现了RLC协议栈的部分功能。

2014年10月京津冀地区一次PM_(2.5)污染过程的数值模拟

近年来我国东部尤其是华北地区的PM2.5污染逐年加重,引起广泛关注。本文利用WRF-Chem模拟了2014年10月京津冀地区一次PM2.5重度污染过程,研究造成此次过程的天气形势、污染物的时空分布特征以及一次、二次PM2.5对总浓度的贡献率,并对污染最严重当日的PM2.5垂直分布进行详细分析。结果表明：造成本次污染过程的是弱高压控制下的静稳天气系统,地面主导风向为南风,垂直方向上有逆温层,抑制了污染物垂直方向上的扩散。发生污染时,PM2.5的高浓度主要分布在北京南部、天津北部与河北接壤的区域,二次PM2.5的贡献率大于一次PM2.5,在清洁大气中则一次PM2.5的贡献更大。垂直方向上,PM2.5中的一次颗粒物只在近地面有高浓度中心,1.2~1.6 km的上空高值区以二次生成的颗粒物为主,是由前体物上升到高空后再通过氧化反应生成的,当这部分颗粒物随着边界层落回近地面时会加重污染。随着时间的变化,污染物的分布高度和边界层高度呈明显的正相关。

上甸子区域大气本底站NO 2柱浓度光谱反演及其变化特征

为了探究京津冀本底浓度地区NO_2 这一重要空气污染物的变化特征,采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)在上甸子区域大气本底站开展了太阳散射光谱观测以及NO_2 柱浓度反演研究。在NO_2 的405～430nm特征谱段进行了定量光谱解析,并通过几何近似法计算了2009年7～9月NO_2 对流层垂直柱浓度(VCD_(trop))。观测期间NO_2 VCD_(trop)平均值和最大值分别为5.43×10^(15)和7.15×10^(16) molec·cm^(-2)。NO_2 VCD_(trop)日均值浓度水平较低,但总体上有上升趋势。NO_2 VCD_(trop)变化过程与风速风向关系密切:西南风时风速越小NO_2 VCD_(trop)越低,东北风对NO_2 VCD_(trop)有扩散稀释作用。NO_2 VCD_(trop)日变化形态总体上呈现为中午时段低、早晚较高的特征,并且傍晚峰值比早间峰值略高。上甸子站NO_2 VCD_(trop)浓度水平和日变化幅度相比北京城区同期观测结果明显偏小。NO_2 VCD_(trop)变化特征与河北香河和固城等污染相对较轻站点观测到的变化特征相一致。总之,MAX-DOAS能够有效监测区域本底大气的NO_2 VCD_(trop),其变化特征与工业和交通排放、大气光化学过程、大气传输等复杂因素有关,还需积累更多数据和深入研究。

北京市2020年TSP水溶性离子特征研究

大气颗粒物中水溶性离子成分对大气中酸度变化有着重要影响,研究2020年疫情期间人们出行变化对TSP水溶性离子的影响,并对污染来源进行分析,为有针对性地开展大气治理工作提供数据支持。利用大流量采样器采集2020年疫情期间北京南郊观象台全年的总悬浮颗粒物(TSP),提取其水溶液,用离子色谱法进行离子分析,并利用ISOPRROIA模型计算其pH值。结果表明,2020年疫情期间TSP质量浓度为172.16±90.51μg/m ^(3),其中水溶性离子成分占TSP质量分数的17.63%。2020年1—5月,疫情主要防控阶段,车辆较少,南郊观象台主要为混合型污染。2020年6—12月,逐步复工复产,车辆变多,南郊观象台主要受到移动源污染影响。疫情期间TSP主要的水溶性成分为Na_(2)SO_(4)和NaNO_(3),其pH值大多显酸性,部分呈现中性。2020年1—5月,TSP的pH值在一定程度上受到SO_(4)^(2-)和NO_(3)-的共同影响,离子的质量浓度越大,其酸性在一定程度上越强。TSP中的部分NO_(3)-是由NO_(2)转化而来。