2020年新疆NO_(2)浓度时空变化特征分析

二氧化氮(NO_(2))作为大气中主要的污染气体,对人体健康和大气环境有着严重的危害,探究NO_(2)浓度时空变化特征及其驱动力,可以更好地了解影响NO_(2)浓度变化的自然和人为因素。文章提取新疆2020年1-12月Sentinel-5P卫星所获取的NO_(2)浓度数据,采用空间自相关模型和Sen+Mann-Kendall趋势分析法,分析新疆NO_(2)浓度时空分布规律及变化,并运用最优地理探测器模型定量分析人为因素及自然因素对于NO_(2)浓度变化的解释力。结果表明:(1)2020年新疆地区NO_(2)浓度平均值最高是在7月,最低是在2月,从1-7月NO_(2)浓度先下降后上升,从7月开始下降一直持续到11月。(2)NO_(2)浓度的Moran’I最大值为0.921,最小值为0.784,存在空间聚集性。NO_(2)浓度高-高聚集区主要分布于研究区中部的天山北麓城市集中分布区域,低-低聚集区主要分布于北部的阿尔泰山脉及南部昆仑山脉附近。(3)2020年全疆NO_(2)浓度约89.14%的区域呈基本不变,8.31%的地区NO_(2)浓度轻微增加,2.19%的地区NO_(2)浓度显著增加,0.36%的区域轻微下降,没有明显下降的区域。(4)NO_(2)浓度受多种影响因素共同作用,其中GDP对NO_(2)浓度的解释力较大,而地表温度对其的解释力最小,GDP与其他因子交互作用明显,可见人为活动对于NO_(2)浓度变化的影响较大。

1979-2022年北极海冰变化及影响因素分析

海冰是海洋-大气交互系统的重要组成部分,是全球气候变化的指示器。深入分析海冰演变规律,探索全球气候变化与海冰范围之间的关联,对应对和减缓全球气候变化具有重要的理论意义。本文以北极海冰为研究对象,深入分析了1979-2022年北极海冰范围的季节、年际和年代际变化特征,并构建向量自回归模型(Vector AutoRegressive Model,VAR)检验全球平均气温、大气CO_(2)浓度与北极海冰范围之间的因果关系,并分析影响程度。结果表明:(1)北极海冰范围季节变化特征明显,一般在3月达到最大,9月达到最小,这主要与太阳辐射的年变化周期相关;(2)1979-2022年,北极海冰范围总体呈减小趋势,年变化量为5.3万km^(2);(3)北极海冰范围在年代际尺度上逐渐减小,2000-2009年,北极海冰范围较上一个十年减小最多(减少67万km^(2));(4)全球平均气温和大气CO_(2)浓度均对北极海冰范围变化造成了显著影响;(5)全球平均气温和大气CO_(2)浓度与北极海冰范围均有显著负相关关系,相关系数分别为-0.92和-0.95。

CO_(2)浓度升高对农田生态系统水分利用效率的影响效应——基于气候箱控制性试验的Meta分析

选取1985—2020年21篇与气候箱控制性试验有关的文献,利用Meta分析法研究CO_(2)浓度升高对农田生态系统水分利用效率(WUE)的影响。结果显示,在气候箱的控制下CO_(2)浓度升高对水分利用效率有正面影响,增加的比例为20%,对碳积累和蒸散发分别有正面和负面的效应,影响的效应分别为34%和-4%,但都存在显著的异质性(P<0.05)。研究还发现,CO_(2)浓度升高对WUE的影响效应与对碳积累的影响效应有显著的正相关关系(P<0.05),而与对蒸散发的影响效应没有显著的相关关系(P>0.05)。异质性分析结果显示,CO_(2)浓度升高对WUE的影响效应在不同物种间具有显著的差异,其中对大豆和番茄的影响效应显著高于对小麦的影响效应(P<0.05)。此外,CO_(2)浓度升高对WUE的影响效应与光照强度、温度和土壤相对含水量都有显著的相关关系(P<0.05),其中与光照强度有负相关关系,与温度和土壤含水量有正相关关系;而与CO_(2)富集程度没有显著的相关关系。

湖南省大气NO_(2)浓度时空变化规律及其与基本污染物相关性研究

利用湖南省环境空气自动监测数据和相关数据处理软件,对2015-2018年14个城市数据进行统计,分析环境空气中NO_(2)分布特征及浓度变化基本规律,探讨与其他几项基本污染物的相关性。结果表明:该时段NO_(2)浓度空间分布呈梯度分布趋势,与SO_(2)、CO和颗粒物等污染物均呈较强的正相关,与臭氧基本呈负相关;NO_(2)年评价浓度年际间未呈现明显一致的变化趋势,月均浓度整体变化趋势基本一致;各城市NO_(2)日均值浓度超标天数基本呈逐年减少的趋势,日内小时平均浓度变化基本呈“双峰型”变化规律,日均值变化趋势与SO_(2)的较为一致,与其他五项污染物的日均值变化趋势没有明显的关联性。

基于OMI数据的中国中部平原地区NO_2对流层柱浓度2007～2014年时空变化特征分析

利用OMI（OzoneMonitoringInstrument）N022级数据产品通过采用面积权重得到OMIN02对流层柱浓度网格化分布，研究了中部地区3个代表性区域（工业集中区域，黄河流域，以及农业区域）2007-2014年N02柱浓度时空分布特征。结果表明，N02对流层柱浓度年均值在2009年最小，2013年最大，2014年相对2013年降低大于25％。同时分析了典型时间段（中国农历新年2月以及秸秆焚烧6月）内3个区域N02柱浓度变化特征，2月期间3个区域柱浓度都有不同程度的下降，6月农业区NO。柱浓度上升约80％。N02柱浓度相对变化率进一步反映了3个区域N02柱浓度近8年内的变化特征，2008年年中至2009年年中工业区域以及沿河流域N02柱浓度相对往年同期都有高于15％的下降而农业区没有体现，但2014年以后3个区域N02柱浓度都出现明显下降，下降比例都在20％以上。

寒冷地区旅馆客房内CO_(2)浓度变化及其相关性分析

为研究寒冷地区旅馆客房在外界因素条件(入住人数、入住时间、是否开窗、体重、性别、温湿度)改变时,室内CO_(2)浓度变化情况及各因素之间的相关性,对典型地区天津市的旅馆客房内CO_(2)浓度进行实地测试,采用逐步回归方法进行分析与预测,使用修正后的CO_(2)浓度富集模型表征客房内CO_(2)理论值.结果表明,旅馆客房内CO_(2)污染严重,各因素均对CO_(2)浓度存在不同程度影响.回归分析结果表明,最优回归预测模型为模型3,入住人数、入住时间、是否开窗与客房内CO_(2)浓度呈极显著正相关,各因素对CO_(2)浓度的影响从大到小依次为是否开窗、入住人数、入住时间;体重、湿度、温度、性别与CO_(2)浓度呈微弱正相关.修正后的CO_(2)浓度富集模型得到的理论值与实测值、预测值之间的误差较小,该模型可适用于计算旅馆客房内CO_(2)浓度.研究结果有助于随时随地了解客房CO_(2)浓度,对客房内CO_(2)的控制提供理论依据,对以后安装新风系统进行风量优化设计时提供数据支撑.

湛江市空气NO_2浓度变化特征及时频分析

为了探究湛江市空气NO2浓度的变化特征及时频特性,以达到有效防治空气污染,利用数理统计方法和时频分析技术的短时傅立叶变换、小波分解分析、平滑伪Wigner-Ville分布分析、重排谱图及Hough变换等方法进行了分析和研究。结果表明,湛江市空气NO2浓度较全国大多数城市偏低,逐日差异明显,变化辐度波动大,资料离散度高。分布形态属正偏(右偏)分布,偏斜程度较大,分布陡峭,为尖峰分布。湛江市空气NO2浓度的变化逐年呈明显减少趋势,年内跨度也明显减少,波动变小,同时NO2逐日资料的年分布形态偏斜程度明显减少,尖峰分布逐年变得更为平缓。NO2季节变化比较明显,年周期性清楚。NO2年内变化具有冬春季节值大,夏秋季节值小,变化相对平缓的年趋势变化特性;冬春季节振辐大,夏秋季节振辐小,小波分解变化信号的频率从低层至高层细节系数逐层降低的年振荡波动特性。湛江市空气NO2浓度的重排谱图与平滑伪Wigner-Ville分布趋势相近,但没有交叉项,时频聚集性好,可解释性强。平滑伪Wigner-Ville分布的Hough变换可发现湛江市空气NO2浓度年内的辐值变化峰值。

中国农业源非CO_(2)温室气体排放核算

中国作为传统的农业大国,高消耗、高投入、高需求的农业发展模式推动着中国农业非CO_(2)温室气体排放总量持续增长。农业源非CO_(2)气体以极具增温潜势的CH_(4)和N_(2)O为主,控制农业源非CO_(2)温室气体排放是我国实现农业绿色发展和“双碳”目标的重要环节。我国农业系统非CO_(2)温室气体核算尚处于不断探索完善的过程之中,在估算方法、模型参数等方面还未形成一套完整和公认的体系。研究参考IPCC分类法建立了适用于中国农业系统的,包括种植业、畜牧业和农业废弃物的农业非CO_(2)温室气体排放核算体系。以2020年为基准对中国农业温室气体排放情况进行了核算。结果显示,我国农业系统非CO_(2)温室气体排放总量为62801.68万t CO_(2)-e,CH_(4)是农业系统排放贡献最大的温室气体。我国农业系统温室气体排放类型具有明显的空间分异特征;西北、华北、西南以畜牧业温室气体为主导,华东、华南地区以种植业为主导,东北、华中地区较为特殊,主导类型相对复杂;农业废弃物排放主要分布在东北、华东地区。研究所构建的温室气体核算体系可充分体现我国农业温室气体排放现状,体现各省域农业温室气体排放结构,有利于各区域制定有针对性的农业规划政策,可为降低我国农业温室气体核算研究中的不确定性、为碳中和实现过程中明确农业系统的温室气体贡献提供方法支持与数据基础。

安徽省黄山市1998—2004年大气中SO_2浓度变化分析

根据黄山市1998—2004年大气主要污染物监测数据,应用相关分析和方差分析方法,研究了SO2浓度的时间变化和空间分布规律.结果表明:黄山市大气SO2浓度很低,观测年份的年均值达到国家一级标准.Spearm an秩相关系数检验表明:大气SO2浓度随年度推移没有明显上升或下降趋势.方差分析结果表明:SO2浓度差异在各个季度之间均不显著;2个设于城区和1个设于城郊的监测点之间SO2浓度年均值并无显著差异.

“十三五”时期以来我国NO_(2)浓度的时空变化及其城市群分布特征研究——兼论“十三五”时期以来我国NO_(2)污染治理成效

探索了2015—2021年全国、七大地理区、省域、城市群及重点城市NO_(2)浓度的时空变化,论述了我国“十三五”时期以来NO_(2)污染治理成效。研究认为:(1)“十三五”时期以来NO_(2)减排工作取得了2021年相对于2015年城市NO_(2)浓度年均值及NOx排放量分别下降了23.33%和46.03%、在NO_(2)浓度高值的11月~1月分别下降了11.76%、24.44%、16.28%的显著成就;(2)“十三五”时期以来七大地理区NO_(2)浓度呈现同步降低态势,浓度高值主要分布在华北和华东地区,京津冀及长三角城市群引领所在地区NO_(2)浓度下降;(3)城市群NO_(2)浓度呈现出北方城市群高于南方城市群、京津冀城市群和山东半岛城市群与晋中城市群NO_(2)污染“聚集成片”、中心城市NO_(2)浓度及降幅均明显高于所在城市群的分布特征;(4)“十三五”时期以来我国优化提升、发展壮大、培育发展3大类19个城市群NO_(2)浓度呈现出“先升后降”和“降幅趋同”的变化趋势。

大气CO_(2)浓度升高背景下冬小麦冠层光谱特征和地上生物量估算

本研究旨在探究大气CO_(2)浓度升高对冬小麦全生育时期冠层光谱特征的影响,并基于筛选的敏感波段建立地上生物量(AGB)与光谱参数的定量关系。为此,在2021—2022年的冬小麦生长季,利用开放式CO_(2)富集系统(Mini-FACE),设定大气CO_(2)浓度(ACO_(2),(420±20)μL L^(–1))和高CO_(2)浓度(ECO_(2),(550±20)μL L^(–1))两个处理水平,分析了高CO_(2)浓度下光谱特征变化,基于连续投影算法(SPA)、逐步多元线性回归(SMLR)和偏最小二乘法回归(PLSR)筛选AGB敏感波段并构建估算模型。结果表明:CO_(2)浓度升高使冬小麦拔节期和开花期AGB显著增加。红边和近红边反射率及红边面积在拔节期增加,在开花期和灌浆期降低,蓝边、黄边和红边位置在不同生育时期均发生移动;AGB的敏感光谱波段主要分布在红边和近红边区域,CO_(2)浓度升高缩小了AGB敏感波段范围,但不影响AGB的估算;AGB的SMLR和PLSR模型均取得了较高的估算精度(R^(2)>0.8),其中SMLR模型中的R_(799′)、D_(y)、SD_(y)和PRI等特征参数与AGB显著相关,R^(2)为0.866。PLSR模型(R^(2)>0.9)在估算精度和稳定性上优于SMLR模型。本研究可为未来高CO_(2)浓度下冬小麦生长发育的遥感监测提供理论基础和技术方法。

基于深度学习的烟气温度和CO_(2)浓度在线检测

基于低分辨率红外发射光谱采集技术,耦合深度学习计算方法,提出了一种烟气温度和CO_(2)浓度在线检测方法。利用气体光谱辐射模型计算训练数据,基于多层感知器(MLP)神经网络反演火焰烟气温度和CO_(2)浓度的分布,结果表明,MLP神经网络模型对温度、CO_(2)和H_(2)O体积分数的反演误差均低于1%,预测精度均大于94.5%,具有良好的泛化能力和预测能力。建立了一套基于深度学习与发射光谱耦合的烟气温度和CO_(2)浓度在线检测装置,并对乙烯扩散火焰和C_(2)H_(4)/NH_(3)部分预混火焰展开了研究。乙烯扩散火焰烟气温度和CO_(2)体积分数的测量结果与模拟火焰结果相一致,验证了基于深度学习与发射光谱耦合的在线检测法的可行性。改变部分预混火焰的掺氨比例,分析火焰中轴上方不同高度处气体的温度和CO_(2)浓度变化,结果表明,同一高度处的烟气温度会随着掺入氨气的增加而增大,而CO_(2)体积分数会呈先增大后急剧减少的趋势。所提出的方法可以较灵敏的检测温度和CO_(2)浓度的变化,用于多种火焰的燃烧诊断研究,在燃煤电厂碳排放在线检测上也有一定的应用前景。

基于GA-BP神经网络的SF_(6)/N_(2)混合气体GIS设备故障诊断

为实现SF_(6)/N_(2)混合气体GIS设备的潜伏性故障诊断,搭建实验平台探究SO_(2)浓度与放电量之间的关系,以SO_(2)浓度增量为输入参数之一,建立BP、GA-BP神经网络模型来预测四种缺陷类型下的放电量,分析预测结果后选取最优诊断算法。结果表明:每种缺陷类型下的放电量与SO_(2)浓度之间呈现正相关性,GA-BP神经网络模型的预测准确率和拟合度分别为0.86和0.9386,平均相对误差为1.23%,在评估结果中占明显优势,可为SF_(6)/N_(2)混合气体GIS设备的潜伏性故障建立诊断算法提供基础性数据。

基于机器学习的大气NO_(2)浓度预测模型

传统的NO_(2)监测存在响应时间滞后等问题,准确预测大气NO_(2)浓度对于环保政策制定和空气质量改善至关重要。大气NO_(2)水平与地区的气象条件、工业污染排放、社会经济发展情况等多个因素相关联,因此NO_(2)污染具有显著的区域差异。近年,机器学习被广泛应用于环境质量要素预测,其中极端梯度提升树(XGBoost)算法在分析、挖掘数据关系上具有优势。本研究搜集了2011—2022年大连市11个区县的大气NO_(2)浓度与气象、工业排放、社会经济因素的年度数据,通过时间滑动策略,结合XGBoost算法构建了空间异质的未来时间NO_(2)预测模型。模型对大连市各区域2021年与2022年NO_(2)浓度预测结果的决定系数(R^(2))达到0.611,具有良好的预测性能与泛化能力。使用沙普利加和解释(SHAP)对关注的多个因素进行分析,结果表明,污染排放氨氮、社会消费品零售额、污染排放氮氧化物与NO_(2)浓度呈现正相关。

山东省近10年对流层NO_2柱浓度时空变化及影响因素

利用OMI卫星对流层NO2柱浓度产品研究了近10年山东省NO2时空格局及影响因素,结果表明：对流层NO2柱浓度波动较大,10年柱浓度年均值增幅为28.5%,其中2011年浓度最高;对流层NO2柱浓度空间变化显著,2005～2009年四、五级高值仅出现在经济发达的内陆城市,2010～2012年四、五级高值范围显著扩大至中西部大范围地区,尤以2011年最为严重,2013～2014年,四、五级高值范围呈逐步缩小趋势;夏季丰富的降水对NO2具有显著湿沉降作用;山东省近10年地区生产总值不断攀升、机动车保有量大且增幅快、秸秆焚烧火点个数多,这些人为排放是对流层NO2柱浓度升高的主要影响因素。

1991—2004年东亚温室气体浓度特征及变化趋势

利用NOAA Earth System Research Laboratory提供的1991─2004年Tae-ahn(韩国),Ulaan Uul(蒙古)以及瓦里关(中国)的大气温室气体CO2和CH4的数据,对东亚地区大气温室气体的浓度特征及变化趋势进行研究.结果表明:14年来东亚地区大气中φ(CO2)和φ(CH4)月和年平均值总体呈明显上升趋势;3个监测站的φ(CO2)年线性递增率比较接近,平均值为1.91×10-6a-1,季节变化较一致;从沿海到内陆这2种温室气体的浓度均随海拔升高而逐渐降低.

污染源、气象条件变化对我国SO_2浓度及硫沉降量分布的影响

用三维欧拉型污染物长距离输送模式 ,模拟了中国大陆SOx的分布 ,并采用不同时期 ( 1 975、 1 980、 1 987年 )的污染源与气象场资料 ,分析了污染源与气象条件变化对SOx分布产生的影响。研究表明 ,在该期间中国SOx污染比较严重的地区 ,气象条件变化导致SO2 浓度和硫沉降量的相对变化通常在 2 0 %左右 ;污染源对SO2 浓度与硫沉降量的作用通常大于气象条件 ,污染源变化产生的SO2 浓度与硫沉降量的相对变化率为气象条件变化的几倍 ,甚至 1～ 2个量级 ,尤其SOx污染比较严重的地区更为明显 ;但对西北及青藏高原地区 ,在源排放量变化不大 ,而气象条件变化较显著时 。

CO_(2) 气体保护焊工艺提升路径探析

CO_(2)气体保护焊是一种十分重要的焊接方式,具备高效率、节约能源、操作简单便利、适用性强等优点,逐渐替代了手工焊条电弧焊的地位。基于此,分析对比CO_(2)气体保护焊和焊条电弧焊,解析焊接质量的控制要素以及焊接工艺操作要点,为焊接实际操作提供一定的参考。

CO2气体保护焊在高炉炉壳焊接中的应用

文章以CO2气体保护焊在高炉炉壳焊接中的应用进行调理与分析,选取YN本工程依据YN玉溪仙福钢铁(集团)有限公司产能置换、技术升级改造为研究案例,介绍了CO2气体保护焊在高炉炉壳焊接中的关键参数后,提出了具体应用措施,通过对CO2气体保护焊在高炉炉壳焊接中的应用流程、工艺及思路,以期为相关人员提供参考帮助。

织金洞CO_2浓度空间分布与昼夜变化的规律及成因分析

为获取织金洞CO2浓度的连续昼夜变化情况,分别以4 h为间隔,对洞内41个点和以15 min间隔对洞内4个监测点,进行连续昼夜监测分析。研究表明：1织金洞中稳定段CO2浓度变化与海拔的相关性较高,集中在距入口相对高差20 m范围内变动,洞口段CO2空间变化差异主要与洞道结构和裂隙发育情况有关,其水平对流强度大于其垂直下沉;2观测期间洞内CO2浓度呈类正弦曲线的准周期昼夜变化,分别以19：0020：00和03：0004：0008：00为峰值和谷值;3织金洞CO2浓度变化受旅游活动、洞穴内外空气对流交换扩散及滴水脱气过程的多重影响,30年对外旅游开放使洞内温度升高23.5℃,CO2浓度升高约50 mg/L,初步说明整体上自然因素强于游客活动的影响;旅游旺季游客活动明显增强。深入研究其不同尺度时空变化,有助于揭示洞穴微气候变化及其与大气间交换响应的耦合过程及洞穴系统的碳循环特征与源汇关系,进而分析次生沉积物的沉积与再溶蚀机制,为开发和保护织金洞提供依据。