关于完善重大灾害应急体系的思考——基于武汉市应对2024年雨雪冰冻灾害的调研分析

2024年春节前后,武汉市遭遇了两轮严重的低温雨雪冰冻天气,城市的交通出行、电力运输、居民安全等多方面都经受了极大考验,政府各部门应对低温雨雪冰冻灾害的应急处置能力和应急协调联动水平在这次考验中得到了锻炼和提升。但整个过程也暴露了准备不足、协同不够、动员不充分等问题。针对这些问题,笔者带着课题组成员实地走访了武汉市、区、街道多个部门,综合评估应急处置全过程,吸收借鉴近年来典型重大灾害的经验教训,提出完善武汉市重大灾害应急体系的几条举措。一、完善物资应急规划,加快应急物资储备库建设在应对第一轮雨雪冰冻灾害中,武汉各区都出现了融雪除冰物资设备短缺的问题,融雪剂、撒布机、多功能除雪车储备较少,使得融雪除冰工作主要依靠较为传统的人力撒盐融雪、铲车作业除冰等方式,效率较低。解决这一问题,必须坚持底线思维,强化市、区两级应急物资储备库建设,宁可备而不用,不可用时无备。要合理布局物资储备库点位、规模和储备物资的品种、数量。

不同天气条件下高山滑雪冰状雪赛道制作方法

为攻克冬奥会等顶级赛事高山滑雪项目赛道制作技术,在黑龙江省亚布力体育训练基地、张家口密苑云顶乐园和北京延庆国家高山滑雪中心开展了多次冰状雪赛道制作试验,发现-12℃晴空天气条件最适宜开展赛道制作,最优方案为-15~-10℃(气温)/6~9 bar(注水压力)/4~8 s(注水时长)。基于试验数据,建立了冰状雪赛道合格标准,以及国际上第一个冰状雪赛道制作的天气-注水定量模型,该模型可应用于大陆性气候条件下高山赛事并有潜力推广至其他冷干地区。此外,研究发现人造雪含水量和微观结构对赛道质量有显著影响,含水量越低、雪颗粒越小、雪形态越均一,赛道稳定性和硬度越大。研究成果弥补了国内有关冰雪体育保障技术的空白,可为我国承担大型冰雪赛事提供智力支撑。

三极雪冰中铅浓度变化及其污染来源同位素示踪研究进展

铅是一种对人类危害极大的有毒重金属元素,示踪铅的来源是控制铅污染的前提。由于铅同位素在自然过程中难以发生明显的分馏而保留了污染源区的特点,成为追踪铅污染源强有力的“指纹”工具。雪冰作为冰冻圈重要的环境介质,因具有保存大气铅的特征,对雪冰的研究可以重建区域和全球的大气污染变化,探讨过去铅排放的活动历史。本文系统地总结了三极地区(南极、北极、青藏高原及周边地区)雪冰中铅浓度与铅同位素记录、空间分布以及使用铅同位素对雪冰铅源进行识别与解析的相关研究。结果表明:三极地区雪冰铅浓度呈现第三极>北极>南极的空间分布特征,其中第三极北部地区雪冰中铅浓度整体较南部偏高且拥有更低的^(206)Pb/^(207)Pb比值。冰芯环境记录表明,铅污染显著发生在古罗马和中世纪时期、工业革命时期(采矿、冶炼、燃煤)和20世纪下半叶(含铅汽油使用前后),三极地区雪冰中铅浓度峰值主要出现在20世纪70年代左右。铅同位素示踪显示矿物粉尘是三极地区雪冰中铅的主要自然来源,其中南极不同地点雪冰还受到火山活动不同程度的影响。南极雪冰中的铅污染主要来源于澳大利亚和南美洲国家,北极雪冰中的铅污染主要来源于北美和欧亚大陆,第三极不同冰川雪冰中的铅来源存在差异。

冰冻圈关键地区雪冰化学的时空分布及环境指示意义

采用雪冰常量化学元素示踪体系 ,系统分析了冰冻圈关键地区的南极冰盖、北极格陵兰和北极中心地带、以及以青藏高原为中心的高亚洲地区现代降水 (表层雪冰 )化学的空间分布、季节变化特点 .研究表明 ,两极和高亚洲地区雪冰化学反映了全球或局地大气环境本底 :南极现代雪冰化学代表了南半球或全球本底 ,北极格陵兰地区代表了北半球对流层中部本底 ,青藏高原海拔 5 0 0 0m以上的高海拔地区雪冰化学则代表中纬度地区对流层中上部本底 .其中 ,离子浓度在两极冰盖和喜马拉雅山高海拔地区接近 ,而在青藏高原北部高海拔地区则高得多 .三个地区雪冰化学的季节分布特点是 :在南极冰盖 ,海盐气溶胶的“丰”季形成雪层化学峰值 ,在北极 ,冬春季污染物 (所谓“北极霾”)和漂尘形成季节峰值 ,在高亚洲 ,主要是春季降尘形成明显污化层 .青藏高原上大风季节与干季重叠 ,静风季节与湿季重叠 ,决定了干湿沉积过程具有明显季节转换 .总之 ,主要阴、阳离子在南、北极和高亚洲雪层中的时空分布揭示了大气气溶胶的源区和传输 ,其形成过程与大尺度大气环流、季风和局地尘暴等事件密切相关 .

高分辨电感耦合等离子体质谱仪测定中亚山地冰川雪冰中超痕量元素

在超净实验条件下,利用高分辨电感耦合等离子体质谱仪直接测定雪冰样品中浓度在1ng/L^100μg/L之间的多种超痕量元素Al、Fe、Mn、Co、Cu、Zn、Sr、Sb、Cd、CsBa、Tl、Pb和Bi的实验方法进展。在测定过程中灵敏度的变化可通过监测ArAr质谱峰的变化进行校正,并建立了数学校正公式。以1%HNO3为空白溶液获得了各元素的检出限(ng/L)分别为:Al40、Mn6、Fe40、Co2.74、Cu9.6、Zn20、Sr0.03、Sb0.15、Cs0.04、Ba0.4、Tl0.07、Pb0.8和Bi0.05。利用标准参考物质SLRS-4对测试方法的准确度进行了评价。研究了在硝酸含量分别为0.5%、1%、2%和4%时雪冰中超痕量元素质谱信号强度的变化特点。测定结果发现,对于污化层样品,当硝酸的含量为1%时痕量元素的质谱信号强度最大;对于非污化层样品,痕量元素的质谱信号强度在硝酸含量为0.5%时较大,但与硝酸含量为1%时的质谱信号强度相比变化率小于10%。结合中亚山地冰川雪冰中痕量元素浓度差别大的特点,确定硝酸在样品中的含量为1%为合适的酸度。并对卓奥友峰和珠穆朗玛峰雪坑样品进行了分析方法的重复性研究。

超纯水中甲酸、乙酸污染的实验研究及其对雪冰有机酸测定的意义

塑料容器是降水中生物有机酸研究的常用样品储集器．极地冰芯和粒雪样品钻取中也常用聚乙烯塑料袋盛装，且常常采用双封口方式保存这种样品保存方式和样品暴露于大气一样，都会造成样品中有机酸含量的污染．定量研究上述污染是准确分析降水中有机酸含量的前提和基础．以超纯水为主要实验样品，对聚乙烯塑料容器和空气的甲酸、乙酸污染的研究表明，甲酸、乙酸的污染主要来自聚乙烯塑料袋的热塑封口过程，而聚乙烯塑料桶的影响不明显．塑料袋热塑封口造成的乙酸污染在相同条件下是甲酸的１８倍左右．空气对甲酸、乙酸也存在着污染，但其影响远低于聚乙烯塑料袋．因此，在雪冰甲酸、乙酸的研究中，其融样过程必须避开塑料制品，尤其是聚乙烯塑料袋．此外，加大待测样品量（体积或重量）也可以一定程度地减小雪冰融化样品的甲酸、乙酸的污染．

雪冰电导率反映的南、北极和青藏高原大气环境差异

青藏高原（无论南部、北部）雪冰电导率与雪冰体的酸碱度及雪冰内各类杂质成分的关系明显不同于极地冰盖（南极冰盖与格陵兰冰盖），青藏高原雪冰电导率依赖于地壳来源的碱性矿物盐类杂质（如Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋，ＳＯ２－４等），因而与雪冰酸度（即Ｈ＋）呈反相关；极地冰盖雪冰电导率依赖于海洋来源的酸根离子（如Ｃｌ－，ＳＯ２－４等），因而与雪冰酸度呈正相关。但在北极地区，雪冰电导率与各离子的关系存在复杂的地域分异，如在北极中心地区，极可能由于“北极霾”的干扰，打破了格陵兰冰盖内电导率与酸根离子间明确的函数关系。总之，雪冰电导率是寒区大气环境的替代性“指示器”

天山乌鲁木齐河源1号冰川雪冰中δ^18O的演化过程

2002年9月14日-2005年3月7日,在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区雪坑中连续观测取样,频率为1次/周,分析了其中的部分表层雪样品和粒雪坑样品中的δ^(18)O。结果表明:表层雪样品的δ^(18)O具有明显的季节变化,且与月平均温度关系密切。粒雪坑样品中的δ^(18)O在9月底至次年6月初变化较小,升华对雪坑1 m以下雪冰中δ^(18)O的影响不超过-2‰,整个雪坑都较好地保持了δ^(18)O的季节变化特征。但6月初-9月底融水对雪冰中δ^(18)O的影响巨大,冬季形成的δ^(18)O低于-30‰的中、细粒雪层,经过夏季融水的改造,可成为δ^(18)O-11.6‰的粗粒雪和冰片层。融水可使雪冰中δ^(18)O的改变量>60%。在全球变暖背景下,冬季形成的低δ^(18)O雪层经过夏季融水的改造,其内的δ^(18)O可以完全被平滑。

青藏高原雪冰中碳质气溶胶含量变化

文中采用供氧两步加热的方法对过滤到石英膜上的雪冰中碳质气溶胶含量进行分析,其中有机碳(OC)和元素碳(EC)分别在340和650℃的条件下进行热解、氧化分离,生成的CO2转化成CH4并由气相色谱仪氢火焰离子化检测器(FID)检测其含量。空白测试表明,该系统的OC本底值为(0·50±0·04)(1σ)μgC,EC为(0·38±0·04)(1σ)μgC。利用这套分析系统对青藏高原8条冰川的34个雪冰和降水样品中OC和EC的含量进行了测试。结果表明,在青藏高原雪冰中OC和EC含量自东向西、自北向南呈明显的下降趋势(西昆仑除外)。在高原东北部EC的质量分数相对较高,平均为79·2ng·g-1;在喜马拉雅西段EC的质量分数最低,平均为4·3ng·g-1。在冰川表面,雪的融化使雪冰中碳质气溶胶聚集,并导致其含量明显升高,该过程降低了雪表面的反照率,加速了冰川的消融。

雪冰中NO3^-浓度记录的研究进展

NO3-是雪冰中含量最高的含氮无机离子,雪冰中NO3-浓度记录的解读已成为研究全球变化的重要内容之一.近年来国内外已经就极地与中低纬高海拔地区雪冰中NO3-浓度记录开展了大量的研究,关于NO3-所指示的环境意义形成了一系列的认识.从雪冰中NO3-的可能性来源(包括太阳活动、陆源粉尘、闪电等自然源以及其他人类源)、时空变化特征以及气-雪-冰界面转化过程等方面综述了近年来该领域的研究成果,并结合全球变化的背景对其研究前景进行了展望.

中国稳定积雪区IMS雪冰产品精度评价

IMS雪冰产品由多种光学与微波传感器数据融合而成,提供北半球每日无云的积雪范围,在积雪遥感研究中具有广阔的前景.以气象站实测雪深数据为真值,检验了2009-2010年IMS雪冰产品在中国三大稳定积雪区北疆、东北、青藏高原地区每月、积雪季以及全年的误判率、漏判率和总体准确率,并分析了IMS雪冰产品的准确率与雪深之间的关系.结果显示:IMS雪冰产品的年总体准确率在三大积雪区均超过了92%,积雪季总体准确率均超过了88%,利用IMS雪冰产品监测积雪范围是可靠的.然而,IMS雪冰产品精度具有区域差异性,北疆地区在1月和2月误判率偏高,青藏高原地区积雪季有严重的漏判现象.IMS雪冰产品的准确率在东北地区和北疆地区随着雪深的增加而升高,当东北地区雪深超过6 cm,北疆地区超过13 cm时,准确率接近100%,但是,青藏高原地区两者基本没有关系.通过在青藏高原地区与同时相的4景MODIS积雪产品对比分析发现,实际上IMS雪冰产品相对地高估了积雪面积,青藏高原地区漏判率高其原因是IMS对零碎积雪的识别能力不足并且气象站分布不均匀.

极地雪冰样品超痕量重金属分析实验器具的酸洗方法

所有的酸洗过程都是在1000级净化室和净化室内100级层流超净工作台进行的.超纯水是由Millipore RO和Milli-Q Element超纯水系统制备.3种纯度的硝酸选用Merck公司试剂纯硝酸、Fisher公司"TraceMetal"级和"Optima"级超纯硝酸.各种与样品直接接触的容器及相关工具、耗材主要选用Nalgene低密度聚乙烯和特氟隆材料制成的产品.酸洗程序是在四周时间内把样品瓶等依次浸泡在四遍不同浓度和纯度逐渐增加的硝酸溶液里进行清洗.除了第一遍酸洗是在室温下进行的以外,后三遍酸洗都是用加热板加热使硝酸溶液表面温度保持在45℃左右.用Finnigan MAT Element电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对该方法酸洗的样品瓶进行了空白检验,结果表明:所有测量的重金属元素的浓度都低于检测限.该方法对促进我国极地雪冰重金属研究具有重要意义,也可应用到其它环境介质中超痕量重金属分析.

雪冰中生物有机酸的测试分析方法研究

生物有机酸是构成酸雨的组分类别 ,对地表环境有着重要影响 .由于其来源与生物界关系密切 ,因此 ,对其在雪冰中记录的研究是从历史的角度认识C、H、O等生源元素生物地球化学循环 ,认识过去生态和环境变化的途径之一 .但是 ,由于其含量较低、易遭受污染等原因 ,雪冰中有机酸含量的定量测定一直是困扰研究人员的一个问题 .在对目前有机酸测试分析现状、测试分析的难点和问题调研的基础上 ,文章提出了一种利用DX - 30 0离子色谱测试山地冰川雪冰中生物有机酸含量的方法 .该方法利用AS4A分析柱 ,AG4A保护柱 ,TAC - 2样品富集柱和ATC - 1阴离子捕集柱 ,以梯度淋洗方式 ,在 14min内可分离检测出甲酸、乙酸、丙酮酸、甲烷磺酸、草酸等有机酸根离子及氟、氯、亚硝酸 ,硝酸、溴、磷酸和硫酸等常见无机阴离子 .上述有机、无机离子的测试分析相对标准误差分别为 :氟(2 0 % )、乙酸 (4 5 % )、甲酸 (2 0 % )、甲烷磺酸 (16 9% )、氯 (3 1% )、亚硝酸 (3 9% ) ,硝酸 (2 2 % )、溴 (4 9% )和硫酸 (2 4% )

青藏高原冰川雪冰微生物研究进展

微生物作为青藏高原冰川研究的一个参数,不仅能提供丰富的物种和嗜冷基因资源作用于冰川的能量和化学物质平衡,而且还与气候和环境相关联.近年来,青藏高原冰川雪藻的研究主要在南部的Yala冰川开展,细菌的研究集中在北部冰川.这些研究主要针对冰川雪冰微生物与环境的关系.未来除在研究方法上加以改进外,还应该在微生物多样性、生态意义、嗜冷机制及其与气候和环境的关系等方面进一步深入研究.

雪冰中黑碳的研究进展

黑碳气溶胶是大气气溶胶的一种重要成分,沉降在雪冰中可减小雪冰表面的反照率,影响雪冰的融化过程,导致全球和区域气候变化。黑碳气溶胶沉降在雪冰中产生的辐射强迫效应值得关注。中国是黑碳气溶胶排放大国,雪冰黑碳的问题值得关注。现简要介绍雪冰中黑碳研究的意义,着重综述雪冰中黑碳的来源,历史环境记录,现有的计算雪冰中黑碳对反照率影响的方法以及其辐射强迫效应的研究。对未来雪冰中黑碳的研究进行了展望,提出3点今后需加强研究的内容。

青藏高原中部各拉丹冬峰雪冰记录特征

2005年10~11月在青藏高原唐古拉山脉各拉丹冬峰冰川区不同海拔采集了3个雪坑样品,分析结果表明,雪坑中δ^18O和主要离子浓度具有明显的季节变化特征.夏季风期间降水中δ^18O低于其它季节,表明该地区夏季δ^18O的“降水量效应”仍然存在.雪坑中主要离子在非季风期的浓度高于夏季风期.主要离子的相关分析表明,除NH4^＋、NO3^-外,雪坑中其它离子浓度之间均存在较好的正相关性.各拉丹冬峰冰川区仍受到南亚季风的影响,但因其位于夏季风影响的边缘区域,其影响程度相对于高原南部较弱;同时也受到大陆性气候的影响,在冬春季节具有较高的粉尘气溶胶沉降.

长江源区各拉丹冬峰雪冰中微粒季节变化及其环境意义

分析了长江源区各拉丹冬峰冰川区不同海拔采集的3个雪坑SP1、SP2和SP3样品中δ18O、不溶微粒数量浓度及主要离子浓度,以探讨本研究区域雪冰微粒含量变化及其来源.结果显示,不同粒径微粒含量变化趋势一致,3个雪坑中细微粒含量分别占总微粒的88%、78%、86%,中微粒分别占10%、19%、11%;不同粒径微粒数量浓度之间的相关系数均达0.9以上（置信度可达99%）,具有良好的相关性.雪冰中不溶微粒浓度同Ca^2＋、Mg^2＋、SO4^2-一样,具有明显的季节波动,非季风期微粒浓度要高于季风期2-4倍.3个雪坑非季风期微粒通量分别占一个年层雪冰中微粒总通量的73.6%、92.3%、97%,即初春季节沙尘暴对于各拉丹冬雪冰中微粒沉降贡献远大于夏、秋季节.结合NCAR/NCEP再分析资料,应用HYSPLIT-4模式模拟的不同季节5 d后向气团轨迹图表明,各拉丹冬峰冰川区雪冰中不溶性微粒可能来源于中亚、南亚和青藏高原本身,其中影响最大的可能是青藏高原自身的沙尘源区,同时冰川区裸露基岩对雪冰中不溶微粒含量亦有贡献.

雪冰中生物有机酸研究的历史与现状

生物有机酸的研究有助于认识C、H、O等生源元素的生物地球化学循环 ,有助于认识大气酸雨的形成及其防治 .雪冰是记录大气中生物有机酸过去信息的良好载体 ,对其中生物有机酸记录的研究是认识过去大气中相应化合物的含量及其变化 ,认识有机酸的生物地球化学循环 ,进而恢复过去区域生态、环境乃至气候变化的有效途径 ,也是雪冰化学研究的前沿课题之一 .雪冰中常见的有机酸有甲酸、乙酸、丙酸、丙酮酸、草酸和羟基乙酸等 ,其中甲酸和乙酸是最主要的两种有机酸类 .过去十多年来 ,雪冰中生物有机酸的研究多集中在格陵兰地区 ,其次是南极 ,最近两年开始向中低纬度的山地冰川转移 .格陵兰冰芯中甲酸、乙酸的平均含量均不足 10ng·g-1,草酸含量则更低 .其有机酸主要来自北半球的森林大火和植物生长过程中的释放 ;南极洲雪冰中的甲酸平均含量不足 2ng·g-1,乙酸含量在 0 .15ng·g-1以下 ,它们主要源于不饱和有机物的大气氧化 ;格陵兰冰芯中MSA平均在 5ng·g-1以下 ,而南极洲的MSA平均不低于 7ng·g-1.它们的来源都与海洋浮游生物释放的不饱和有机物有关 .气候的变化影响两极地区生物有机酸的来源 ,进而影响冰芯中有机酸的记录 .我国天山乌鲁木齐河源 1号冰川为中纬度的山地冰川 ,其冰芯中的甲酸、乙酸分别是格陵?

祁连山七一冰川雪冰和冰川融水中正构烷烃和多环芳烃的分布特征及来源研究

2008年6月,在祁连山七一冰川采集雪坑、冰川融水和冰川末端冰样,经过大孔吸附树脂富集后,用GC-MS对样品中的正构烷烃(nC14～nC32)和多环芳烃进行了分析.结果表明,正构烷烃的含量在冰川融水中最高,雪坑次之,冰中最低;多环芳烃的含量在雪坑中最高,冰中最低,冰川融水界于二者之间.正构烷烃与多环芳烃都具有很强的疏水性,在固-液相分配过程中倾向于保留在残留固相中.由于冰川融水样品距冰川末端约1km,沿途地表土壤和植被会贡献部分正构烷烃,所以冰川融水中正构烷烃的含量最高.与正构烷烃不同,多环芳烃较易挥发,而且易被沿途土壤和植被所吸附,导致冰川融水中多环芳烃的含量降低.冰川末端冰中正构烷烃与多环芳烃的含量都很低,可能是由于冰川末端冰年代比较古老,受人类活动的污染较轻.正构烷烃的碳优势指数(CPI值)表明,七一冰川中的正构烷烃主要来自高等植物蜡和化石燃料燃烧产物的混合物,多环芳烃的荧蒽/芘(Fla/Pyr)和菲/蒽(Phe/Ant)比值表明,七一冰川冰雪和冰川融水中检测到的多环芳烃主要来自化石燃料的不完全燃烧.

梯度淋洗法在雪冰样品有机酸测试分析中的应用

离子色谱法是分析有机酸的有效方法之一,而梯度淋洗可一次分离与固定相亲合力差异较大的多种有机酸和无机阴离子,改善离子的色谱峰形,提高分离度和选择性.雪冰是记录有机酸的良好载体,对雪冰中有机酸的研究可认识过去大气中相应化合物含量及其变化,从而恢复过去生态环境和气候变化.利用Dx-600离子色谱仪及外加水梯度洗脱程序对南极雪冰样品中的有机酸离子组分进行了测试和分析,初步探讨雪冰中有机酸离子特征及其对雪冰化学记录的影响.