考虑地形因素的湿大气方程组吸引子的存在性

证明了考虑地形、水汽相变等因素影响的湿大气动力学方程组初边值问题Global吸引子的存在性,即采用能量估计方法,得到了状态变量关于时空变量导数的正则性估计,并证明了强解关于初值的连续依赖性以及方程组解算子对应半群的紧性,进而可得Global吸引子的存在性结论.

湿大气的广义位温与干大气位温及饱和湿大气相当位温的比较

实际大气既非完全是干空气,也不是处处达到饱和的湿空气,而是处于含有水汽但又不饱和的湿空气状态。基于这样一种湿大气状态,在湿大气中广义位温定义的基础上,对不同暴雨类型的广义位温与干大气的位温及饱和湿大气的相当位温做了比较。对2003年江淮流域暴雨过程、2004年华北一次暴雨过程以及2006年碧利斯台风中的位温、相当位温和广义位温分布的对比分析表明:即使是在暴雨系统中,湿空气的相对湿度也不一定达到100%,饱和湿空气相当位温的引入条件不能完全满足。而广义位温的定义用一个表达式就可以表示出于大气、未饱和湿大气以及饱和湿大气这3种大气状态的位温,位温和相当位温则是广义位温的特殊情况。当大气比湿为零时,广义位温就变成位温;当大气比湿达到饱和后,广义位温就变成相当位温。除了可以衔接干大气位温和饱和湿大气的相当位温外,广义位温包含了水汽由干到湿再到饱和的变化过程,更好地体现了大气中水汽的实际分布和变化特征。

湿大气方程组解的渐近性质

研究无穷维Ｈｉｌｂｅｒｔ空间中，湿大气运动系统解的长期行为，在导得了湿大气运动方程是Ｈｉｌｂｅｒｔ空间中一个非常特殊的算子方程之后，利用算子的性质讨论了全局吸收集和全局吸引子的存在性，揭示出系统解的渐近行为表现在吸引子的结构上及系统向非绝热加热的非线性适应过程。最后指出了几个简化方程组与原方程组在解的长期行为上的根本不同，从而给出长期天气或气候研究中简化方程组必须遵循的原则。

利用地面GPS技术绝对测定湿大气含量的可能性

从理论和实测资料处理两方面对单基线模式下利用地面GPS技术绝对测定湿大气含量的可能性进行了探讨。由于短基线模式下测定湿大气含量之间的相关性很强，其测定的湿大气含量值必然有较大的相关误差，当用具有相同测段的不同资料组处理时表现为测定参数的不稳定性。在假设卫星的分布是连续而且均匀的情况下，可以从理论上研究相关系数随基线长度和截止高度角的变化，理论的结果和实际情况一致性较好。

干、湿大气环流模式中地表增温的经向分布及其机制

使用耦合了平板海洋的三维大气环流模式,探究理想条件下极地增温放大现象的产生机制。实验中关闭海冰和云的辐射效应,固定地表反照率,并将海洋经向热量输送设置为零。通过控制地表蒸发的有无,模拟湿大气和干大气两种情形。模拟结果显示,CO2浓度加倍后,湿大气环流模式中存在极地增温放大的现象,而干大气环流模式中不存在这种现象。在干大气环流模式中,地表增温幅度基本上不随纬度变化,即均匀增温。湿大气环流模式中,CO2浓度加倍导致的直接辐射强迫和水汽反馈导致的辐射效应都是热带比极地更强,唯一能够解释湿大气中极地增温放大原因的是从赤道向极地的大气能量传输增强。在干大气环流模式中,从赤道向极地的热量输送及其变化比湿大气弱很多,因此无法支持极地增温放大现象。干大气中的均匀增温是CO2的直接辐射强迫和普朗克效应相互竞争的结果。研究结果表明,与水汽相关的经向热量输送是地球极地增温放大的关键因素,而在基本上没有水汽的火星上,可能不会出现极地增温放大现象。

饱和湿大气Brunt-Visl频率及修正的相当位温

实际大气中受扰动的饱和气块发生凝结后 ,凝结水会部分脱离气块。以前研究饱和湿大气的Brunt V is l 频率 (N2 m)没有考虑凝结水的部分脱离 ,相当位温 (θe)也忽略了饱和气块的混合比的作用。文中针对这些不足 ,在假设饱和空气中只存在气液转换条件下 ,推导出液态水部分脱离气块的、更符合实际情况的N2 m 表达式和修正的饱和湿大气θe 表达式。新的N2 m 表达式增加了部分脱离气块的液态水的作用项 ,新的θe 表达式中包含有饱和气块的混合比 。

考虑随机外强迫的湿大气方程组弱解的适定性分析

在地形坐标下,研究了考虑随机外强迫作用的湿大气方程组初边值弱解问题的适定性问题.利用能量估计方法,并克服了随机外强迫所带来的研究困难,从而证明了方程组整体弱解的存在性.又在假设整体弱解序列满足一定条件时,证明了整体弱解的L1稳定性以及几乎处处稳定性等.

大尺度湿大气方程组整体弱解的存在性和稳定性

研究了由Navier、Stokes方程、温度方程和水汽方程耦合而成的湿大气方程组.在假设初值满足一定条件下,用能量估计方法,证明了在气压上界为0的情况下,湿大气方程组整体弱解的存在性和稳定性.

燕山北部山地华北落叶松人工林大气湿沉降的养分输入研究

为了解燕山北部山地森林全年降水中养分的输入情况,本研究以燕山北部山地华北落叶松(Larix principisrupprechtii)人工林为研究对象,对2020年8月—2021年7月该地区的降水进行收集,并测定降水中大量元素、微量元素和重金属元素的含量,分析了各元素沉降的季节动态和元素间的相关性。结果表明:(1)大量元素沉降量整体表现为夏季>春季>秋季>冬季,其中氮、磷、钾、硫元素的总沉降量分别为9.87、0.04、2.28、240.59 kg/hm^(2)。(2)微量元素中大部分元素的沉降量同样表现为夏季最高;氯、铁、锰、锌、铜元素的沉降总量值分别为6582.39、12.76、6.26、30.32、3.91 g/hm^(2);硼元素的沉降量为春季最高,沉降总量值为68.18 g/hm^(2)。(3)重金属元素中铬、锂、镍3种元素的沉降量为夏季最高,总沉降量分别为2.30、2.42、1.64 g/hm^(2);镉、钴2种元素的沉降量为秋季最高,总沉降量分别为0.43、0.14 g/hm^(2);铅元素的沉降量为冬季最高,总沉降量为1.41 g/hm^(2)。(4)元素相关性分析结果显示,总磷(TP)、总氮(TN)与钾,氯元素、锌元素与锰元素都呈现正相关关系,所以大量元素中的氮、磷、钾,微量元素中的锰、锌、氯可能有着相同的来源或相似的迁移规律。本研究初步明确了燕山北部山地森林全年降水中的养分输入量,对于认识该地区森林的养分循环有重要意义。

热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的 为详细研究热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下的腐蚀行为及作用机理,同时为热浸镀Zn-Al-Mg镀层在湿热海洋大气环境中服役提供数据参考。方法 采用腐蚀失重、XRD、SEM、电化学等测试方法对热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境下的腐蚀行为进行研究。结果 腐蚀产物主要由Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O组成,腐蚀一段时间后,发现少量ZnO、Zn_(5)(OH)_(6)CO_(3),腐蚀产物具有与锌腐蚀类似的层状结构,1 848 h呈“三明治”型,相比于上下两层暗色物质,中层亮色腐蚀产物富集更多的Cl元素。热浸镀Zn-Al-Mg镀层腐蚀速率大体随时间延长呈上升趋势,只在672~840 h腐蚀速率下降,对比镀锌在模拟环境和锌在湿热大气环境中的腐蚀,热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气中表现出较好的耐蚀性。结论热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下腐蚀产物演变与腐蚀过程中Mg的参与有关。腐蚀672~840h阶段腐蚀速率下降的原因与腐蚀产物中ZnO的减少和Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O占比增加有关。对比镀锌在模拟环境和锌在湿热大气环境中的腐蚀,预测热浸镀Zn-Al-Mg镀层在严酷湿热海洋大气中仍具有较高的耐蚀性,可以优先考虑作为湿热海洋环境的建设用材。

重庆市秀山县北部大气干湿沉降重金属元素分布特征及来源分析

为了解秀山北部大气干湿沉降物中重金属含量情况,使该区环境污染防治和农田土壤安全利用更具针对性,2019年4月~2020年4月,连续接收秀山县北部18个样点大气干湿沉降物,并分析测试其中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg等7种重金属元素的含量;结合地形、地貌特点,分析秀山县北部大气干湿沉降中重金属的分布规律及来源,并采用地累积指数法评估大气干湿沉降中重金属对土壤的污染状况。结果表明:除Hg外,6种重金属元素存在明显的分区性,沉降高值区集中分布在川河盖两翼及东部,该区域大气干湿沉降物中6种重金属含量远高于全国及重庆市平均值;其余一般沉降区6种元素沉降通量均小于全国均值25%百分位。川河盖两翼较高的大气干湿沉降通量受东部花垣县铅锌矿开采及特殊地形地貌的综合影响,陡增的地形使得沉降中7种重金属通量增加了49倍,应加强该类型地貌区环境安全的监测与评估工作。经地累积指数法评估,川河盖两翼大气干湿沉降重金属中Cd为中度污染—严重至极度污染,Pb为轻度污染—中度污染,Zn为轻度污染—中度至严重污染。

农耕区大气干湿沉降通量特征监测及人体健康风险评价

为了研究农耕区大气干湿沉降元素通量特征及人体健康风险,2020年4月—2021年4月在汨罗市布设13个大气干湿沉降采样点位,系统收集了大气干湿沉降样品52件,并结合大气点位周边的表层土壤数据,对研究区大气干湿沉降特征、大气干沉降与对应土壤中重金属元素的相关性及人体健康风险评价等进行研究。结果表明:汨罗市大气干湿沉降年通量从小到大依次为Hg<Cd<As<Cr<Pb,各个元素含量间存在明显差异,Cr、Pb为汨罗市大气干湿沉降中主要的重金属元素。大气干沉降与相对应的土壤之间的相关性较低,大气干沉降不是汨罗市表层土壤中重金属元素的主要来源。As和Pb是主要潜在的非致癌风险因子,其非致癌风险商(HQ)对非致癌风险指数(HI)的贡献率占比均超过35%,但是5种重金属中的HI值<1,说明非致癌健康风险影响较小;As、Cd、Cr的重金属致癌性风险指数(CR)均小于10^(-6),所以不存在致癌性风险。儿童的As、Pb的HI分别为0.83和0.73,小于1.00,非致癌风险可能性较低。

南京沿江地区大气干湿沉降对农用地土壤重金属含量的影响

为查明大气干湿沉降对农用地土壤环境的影响大小,通过估算干湿沉降通量、计算并分析重金属元素含量及其变化率,探讨了南京沿江地区干湿沉降中8种重金属元素输入对农田土壤重金属累积的影响。结果表明:干湿沉降物中重金属元素含量明显高于周边土壤的重金属元素为Cd,干沉降中的Cd平均含量达0.84 mg/kg,是农用地土壤污染筛选值的2.8倍;As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的年沉降通量平均值分别为12.1、1.60、89.1、47.9、0.092、46.6、36.6、116 g/(hm^(2)·a);大气干湿沉降物对土壤影响最显著的重金属元素为Cd,大气干湿沉降1年后的增量为5.33 ng/g,年变化率达1.38%,表明大气沉降物为研究区农田土壤中重金属Cd的重要来源之一。

海南湿热海洋大气环境Q235钢腐蚀行为研究及严酷度评估

目的探究我国典型湿热海洋大气环境特征,以Q235钢为标杆材料,评估并可视化展示海南湿热海洋大气环境严酷度。方法以海南岛为典型湿热海洋地区,基于分布全岛全域的13个站点开展自然大气环境试验,采集各站点大气环境数据与Q235钢材料性能数据。通过分析表观形貌、腐蚀质量损失等性能,探究Q235钢在海南大气环境的腐蚀行为规律及其在全岛不同区域的腐蚀程度差异。基于大气环境因素与Q235钢腐蚀行为间相关性研究,筛选腐蚀敏感环境因素,构建“腐蚀质量损失-敏感环境因素”映射模型。基于Q235钢海南各地区腐蚀质量损失数据,通过Griddata插值,计算绘制腐蚀质量损失分布地图。结果掌握了Q235钢在海南各地区腐蚀行为差异,可视化展示了海南大气腐蚀严酷度。结论影响Q235钢海南地区腐蚀的敏感环境因素为离海距离及湿度大于80%的时间。海南地区沿海岸及东部地区大气环境腐蚀严酷度高,中部及西部地区严酷度低。

C含量对低合金钢在模拟高湿热海洋大气环境中腐蚀行为的影响

在模拟高湿热海洋大气环境中对0.07C钢和0.09C钢进行周期浸润腐蚀试验;采用电化学测试,结合显微组织观察、腐蚀形貌观察以及腐蚀产物分析,研究了C含量对两种低合金钢腐蚀行为的影响。结果表明:与0.07C钢相比,0.09C钢中的珠光体含量较高且分布不均匀,这提高了材料的点蚀敏感性;C含量对于耐蚀性的影响主要体现在腐蚀中后期,在腐蚀4 d后0.07C钢的腐蚀速率相较于0.09C钢降低约15%,0.07C钢的自腐蚀电位较高,更容易生成具有保护性的钝化膜。

Ni18Co9Mo5在湿热海洋和亚湿热酸雨大气环境下的性能变化规律研究

目的研究Ni18Co9Mo5在湿热海洋环境(永兴)和亚湿热酸雨环境(重庆)下的腐蚀行为和力学性能规律。方法通过金属粉末注塑成形方法制备Ni18Co9Mo5样品,采用力学试验机、X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、金相显微镜对Ni18Co9Mo5在永兴和重庆典型大气环境下暴露试验18个月的性能变化规律进行研究。结果Ni18Co9Mo5样品的耐蚀性较差,在海洋环境和亚湿热酸雨下暴露2个月即出现明显的腐蚀现象,在平均相对湿度达到临界湿度(80%)基础上,腐蚀介质SO_(2)(亚湿热酸雨环境)和Cl^(-)(海洋环境)对Ni18Co9Mo5金属材料的早期腐蚀具有加剧作用。Ni18Co9Mo5在永兴试验18个月后,腐蚀产物较为疏松,且样品内外腐蚀区域均存在明显裂纹,其抗拉强度和冲击能量分别下降43%和60%左右;在重庆试验18个月后,其抗拉强度下降15%,冲击能量整体变化不明显。湿热海洋环境中侵蚀性强的Cl^(-)导致Ni18Co9Mo5发生点蚀,甚至裂纹萌生及扩展,加剧了样品基体的腐蚀,有效承载面积减小及裂纹导致力学性能明显下降。结论Ni18Co9Mo5在湿热海洋环境下的腐蚀程度和力学性能下降比亚湿热酸雨环境更为严重。

滇中中高山丘陵区大气干湿沉降元素地球化学特征及来源解析

大气干湿沉降是表层土壤元素的重要输入途径,为探索滇中中高山丘陵区大气沉降物中元素地球化学特征及来源,对滇中3个县采集的35件大气干湿沉降物进行研究。结果表明,养分元素年沉降通量大,重金属元素年沉降通量小,各指标年沉降通量大小顺序为:TOC(总有机碳)>Ca>K>I>F>Zn>B>Pb>Cr>Cu>As>Mo>Cd>Se>Ge>Hg;富集因子、主成分和空间分布特征表明,Ca、Mo、B、As、F主要来源于土壤扬尘,Cu、Cd、Pb、Cr、Ge以矿业活动和煤烟尘等人为源为主,TOC、K、Se、I为煤烟尘和土壤扬尘的混合来源,且Se受矿业活动的影响,Hg来源于煤烟尘。研究区煤炭及以铜为主的多金属矿产资源分布较广并存在一定的矿业活动,大气重金属元素含量与之密切相关,应有针对性地进行大气监测,确保大气环境质量以及不会对土壤造成污染。

文物贴金用传统金胶漆耐湿污染大气腐蚀性能的研究

根据重庆大足所处的酸雨雾环境条件,采用多种模拟加速老化试验,并结合红外光谱、接触角和形貌观察等分析手段,研究了文物贴金用传统金胶漆耐湿污染大气腐蚀的情况。结果表明:大气酸雨污染加速了水的干湿交替环境对金胶漆的影响。光照、湿度和污染大气的干湿交替环境对金胶漆都有不同程度的影响,其中污染大气的干湿交替环境对金胶漆的耐老化性能破坏最严重,最终导致了金胶漆材料的腐蚀破坏。

杭州典型区域秋冬季大气活性氮湿沉降特征研究

大气活性氮湿沉降对生态系统的影响与日俱增,尤其是在秋冬季。在杭州主城区、中心绿地、农田、水体4类典型区域开展了秋冬季大气活性氮(包括氨态氮、硝态氮、有机氮)湿沉降特征研究。结果表明,杭州市典型区域降水中氨态氮、硝态氮、有机氮质量浓度平均值分别为1.85、1.38、2.78 mg/L,有机氮的浓度最高,冬季一般高于秋季;氨态氮和硝态氮质量浓度比大于1,表明杭州市秋冬季大气活性氮湿沉降主要来源于农业活动。有机氮、氨态氮、硝态氮与降水量存在显著指数负相关关系(p<0.05)。主城区湿沉降中各类活性氮浓度处于最高水平。

重庆典型地区大气湿沉降氮的时空变化

试验连续3a采集雨样研究了重庆市郊区和林区大气湿沉降氮的时空变化。结果表明,重庆市近郊区、远郊区和林区3个采样点雨水总氮浓度范围为(3.94±0.50)～(4.56±1.01)mgL-1,平均(4.27±0.73)mgL-1。NH4+-N、NO3--N和DON占TN百分比例分别为44.9%、27.4%和27.5%。降雨中NH4+-N对氮沉降量的贡献率最大。在时间尺度上,不同季节降雨中氮浓度呈现明显的季节性差异,以冬季最高,依次是夏季、春季和秋季。在空间分布上,近郊区、远郊区和林区的TN平均浓度分别为4.56mgL-1、4.32mgL-1和3.94mgL-1,从近郊区到林区有逐渐降低的趋势。降雨中的NH4+-N、NO3--N、DON和TN浓度与降雨量无显著相关性。但是,降雨量与氮沉降量呈显著正相关。大气氮湿沉降时空差异与降雨量和氮排放直接相关。重庆市随降雨到达地面的氮沉降量较高,远远超过了水体负荷的临界值,可能对三峡库区的水资源产生不利影响。