国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读:D0509大气观测、遥感和探测技术与方法

为顺应新一轮科技发展革命,国家自然科学基金委员会积极开展了以“优化学科布局”为主要任务之一的改革工作,学科申请代码的调整是该任务的重要组成部分和切入点。从2019年到2022年,国家自然科学基金委大气科学学科对二级申请代码进行了调整,将与大气探测相关的研究归并至“D0509大气观测、遥感和探测技术与方法”,并将其定义为“支撑技术”板块,以区别于“分支学科”和“发展领域”。本文对D0509二级代码的修订过程进行了介绍,并从大气观测、遥感和探测技术与方法的重要性、内涵与外延、发展趋势等视角,对相关的研究方向和关键词进行了解读。特别是从学科基础层面和具体应用层面两个维度,对D0509下设的六大研究方向,以及各方向的关键词进行分析,有助于申请人和评审专家根据自己的学术背景准确挑选关键词,以利于申请书的精准评审。本文可以为科研人员在基金申请过程中关键词的选择提供参考。

典型工业园区周边HCFCs的大气观测研究

由于氢氯氟碳(HCFCs)具有较高的全球变暖潜势,且在大气中的浓度日渐增多,其大气观测被广泛开展。目前对HCFCs的大气浓度观测大多为背景点观测和城市点观测,但鲜有在工业园区周边开展HCFCs的大气观测研究。本研究在选取了三个典型工业园区的基础上,首次开展了工业园区周边HCFCs的大气观测研究,分析了三个工业园区上下风向HCFCs的大气浓度水平和浓度差异。未来有必要选择更多的典型工业园区开展更高频率和更大样本量的大气观测,以期进一步估算中国工业园区HCFCs排放。

春小麦地和大气观测场土壤贮水量对比分析

通过青海省互助县1997-2002年大气观测场和春小麦地测定的0-50 cm土壤贮水量变化规律的对比分析得出：同一气候背景下,地形地势相同的不同场地不同植被0-50 cm土壤贮水量变化特征基本一致。大气观测场11月至次年2月（一般为土壤封冻期）土壤贮水量保持在25-27 mm间,变化较平稳,6-7月处于谷值阶段,为24 mm,3月至4月初和9月处于峰值阶段,为28 mm,年变化似呈“M”形。春小麦地在土壤封冻期未测定,3月至4月初处于最大峰值阶段,为33 mm,7月处于谷值阶段,为21 mm,9月达次峰值阶段,为25 mm,年变化似呈“M”形。在同一气候背景下,大气观测场中子仪测定和春小麦地烘干法测定的0-50 cm贮水量经过相关性检验,建立回归关系式后可相互代替应用。

参加“全球大气观测2009年大会”和“大气科学委员会环境污染与大气化学联合科学指导委员会会议”总结

1 GAW2009年大会概况 2009年5月5～7日在瑞士日内瓦召开了4年一度的GAW2009（全球大气观测2009）大会，与会代表近100人。会议回顾了GAW的历史、听取了有关GAW的各种研究进展的介绍，以及GAW各科学指导委员会、各数据及标校中心的工作汇报，还有和GAW有关的商用飞机观测和卫星遥感观测与反演研究的各项进展。

低空大气观测雷达

1 前言通信综合研究所历来就研究开发利用电波的计测技术,并致力于大气中的电波传播特性及大气科学的研究。1977年至1982年度开发的频率为445MHz及890.5MHz的无线电声学探测系统(RASS),就是利用UHF波段电波的大气观测装置的一个典型例子,并受到了高度评价。以这项开发研究成果为基础。

武汉上空中层和低热层大气潮汐的流星雷达观测

武汉流星雷达是2002年元月建成的我国第一部全天空流星雷达,本文对2002年2月19日到7月31日流星雷达观测的潮汐的讨论表明,武汉中层顶以周日潮汐为潮汐运动的主要分量,它的强度远大于半日潮汐,周日潮汐和半日潮汐的波源都在80km以下.周日潮汐分量在3、4月份最强,并且经向分量略强于纬向分量.两个分量的峰值在约95km处出现,分别达到44m/s和60m/s.半日潮的最大值24m/s出现在4月初约93km处.周日潮汐和半日潮汐的振幅和相位随时间呈现出拟周期变化的特征,这可能是潮汐与行星波非线形相互作用的结果.观测结果与GSWM模型的比较表明, GSWM模型在相位随高度变化趋势上与观测结果一致,但模型的周日潮相位比观测约超前1-2h,半日潮相位约滞后1-4h.在周日潮汐较强的月份,模型与观测有较大的差异,观测的幅度通常在95km附近有极大值,而模型并没有极大值. GSWM模型对半日潮的幅度的估计通常过小,观测的半日潮汐幅度有时甚至超过模型值的一倍以上.

大气临边观测中视轴临边指向精度的在轨补偿

为提高大气臭氧观测中的临边大气反演精度,克服臭氧探测仪在轨热变形和卫星姿态误差对临边指向精度的影响,建立了在轨视轴临边指向的精度补偿方法。通过分析低星等恒星的能量和观测时机,设计合适的恒星观测窗口和积分时间;采用平板玻璃获取星点像的弥散斑,用阈值距心法计算恒星像在像面上的位置;然后根据卫星轨道和探测仪的几何结构,设计临边指向精度的在轨补偿方法并分析了补偿后的临边指向精度。地面对星观测实验的结果表明:采用恒星定位补偿法,可使星点像的定位误差小于1.83″,当前视轴的指向误差控制在±3.08″以内;在编码器的位置重复精度为±2.47″的条件下,使临边观测光轴位置上的扫描镜定位误差控制在±3.95″以内,臭氧探测仪临边指向精度达到±7.9″以上,完全满足反演所需的指向精度优于±12.4″的要求。

贺兰山地区大气中的重金属元素的观测分析

分析了大气背景和沙尘天气下的８ 种重金属元素浓度和降水中的６ 种重金属元素浓度，结果表明，沙尘天气重金属元素浓度是背景值的３ ．４３～６ ．３０ 倍，降水中６ 种重金属元素浓度的地理分布存在不均匀性．

沈阳大气成分观测站站址环境特征分析

根据沈阳地理位置、地形特点和区域环境及气候环境等,对沈阳大气成分站所处站址环境进行探讨。并利用2004—2006年逐时气象观测数据对周围地物影响以及周围大气污染源对观测数据可能产生的影响进行了分析。结果表明:沈阳大气成分站的站址设置基本符合建站要求,颗粒物和黑炭浓度的观测数据可以反映出沈阳地区大气环境特征与大气成分变化情况。

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。

夏季西南极探空观测以及南极大陆大气垂直结构特征分析

利用第33次中国南极科学考察期间获取的中国长城站和智利Feri站以及夏季南极大陆沿岸8个世界气象组织(WMO)基准站探空资料对南极地区的大气垂直结构进行了分析,并结合NCEP和ERA-Interim再分析数据,对南极高纬度大气的表现能力进行了评估。研究发现长城站附近对流层顶的平均高度为9km,对应的温度和平均风速分别为–50℃、21m·s^(-1);对流层中部大气垂直温度递减率为–6.34℃·km^(-1);边界层平均高度为600 m,平均风速为10 m·s^(-1)。当长城站东侧存在气旋或者受极地高压控制时,对流层顶高度较低,大气垂直递减率偏小;相反当长城站西侧受气旋影响时,对流层顶高度偏高,大气垂直递减率偏大。夏季东南极沿岸对流层顶高度普遍高于西部,南极点对流层顶最低,可能与绕极气旋的生消源地存在密切的联系。在对流层顶高度、探空要素的垂直分布特征评估等方面, NCEP再分析数据比ERA-Interim再分析数据更接近观测数据真实值。

天顶色坐标、色温与大气透射率的关系的观测和分析

本文介绍了用照度计和多波段辐射计对北京冬季大气状况进行观测的结果和分析。结果显示天空辐射接近黑体辐射，天顶色坐标与大气透射率存在单调的二次曲线相关关系，文章具体给出观测结果的拟合公式。

大气成分观测资料在CAPPS3模式中的应用分析

将2011年1--8月乌鲁木齐大气成分观测资料应用于多尺度箱格城市空气污染数值预报系统（CAPPS3）对空气质量预报结果的检验分析。结果表明：预报值与监测值的线性相关系较好，其中平均准确率NO2、SO2和PM10分别为90%、79%和49%，夏季的预报准确率优于冬季，经过实际运行试验和预报能力的统计分析，大气成分观测资料应用于CAPPS3模式开展空气质量预报业务是可行的。

大气边界层观测系统的故障分析与维护研究

介绍了大理国家气候观象台建设的大气边界层(PBL)观测系统,并对该系统自运行以来出现的故障进行分析和总结。试图提出一套适用于PBL观测系统特点的局部故障的分析方法,该方法可以有效提高判断仪器出现故障和数据出现异常的效率,保障数据采集的完整性、可靠性和准确性,可供维护PBL观测系统的工程技术人员参考和借鉴。

如何维护大气成分观测仪

简要介绍大气成分观测仪AE-31及GRIMM180的日常维护，着重强调在巡视与维护中的主要注意事项及维护过程中的一些经验体会。

大气负离子观测站的结构原理和常见故障维修

文章详细介绍了大气负离子观测站的结构原理,为台站保障人员对大气负离子观测站结构的掌握和日常维护维修工作提供了便利条件。文章还对实际业务运行中出现的常见故障现象进行了分析,并提出了维修方法,为台站保障人员更准确地定位故障点提供了依据。

北京大气细粒子及其成分的浓度变化特征

硫酸盐、硝酸盐是城市的大气细粒子重要组成部分之一。本文利用RCFP仪器针对北京市2004～2007年北京大气细粒子的成分进行了连续的观测与分析发现,硝酸盐年平均下降率为7%,约合0.7微克/立方米;而硫酸盐浓度从2006年的28微克/立方米下降到了18微克/立方米。同时特别分析了2007年8月17日至20日机动车限行期间,北京及周边地区区域气象特征、细颗粒污染物浓度特征,及其主要化学成分的特征,并参照反向轨迹演算发现以硫酸盐为表征的北京周边地区污染物随弱南向气团向北京输移,以湿气团和氯离子为共同表征的东南海陆特性气团随东南气流向北京输移,从而证明偏南气流将北京周边地区的细颗粒物污染物输移向北京的特征。

新疆天山山区大气冰核浓度的测量及分析

利用 2 0 0 1年 6、7月份在新疆天山山区两个取样点取得的冰核资料 ,计算了山区中的冰核浓度 ,研究了冰核平均浓度日变化、日际变化的规律 ,并分析了天山山区冰核浓度与一些气象因子的关系及可能原因。得出以下结论 :天山山区的大气冰核主要来源于地面土壤 ,比较缺乏 ;冰核浓度易受气象因子、地表状况的影响 ,日变化和日际变化明显。