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。

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.

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。

基于SnO_2气体传感器农药残留的动态检测及定性定量分析

研究了一种快速检测和识别农药敌百虫、乙酰甲胺磷气体新方法,即动态检测方法。这种方法利用单个SnO2气体传感器而非阵列在方波温度调制的状态下可实现两种农药气体的定性分析,实验结果表明,在0.02Hz的调制频率、250～300℃的温度调制范围,传感器对单一组分的农药残留表现出高的选择性和稳定性;利用FFT频谱和极坐标构建完成对敌百虫和乙酰甲胺磷的定性和定量分析。

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。

郑州城区大气CO_2浓度变化特征及影响因素分析

郑州城区大气CO2浓度日变化比较强烈,变化幅度在26.24～64.34μmol.mol-1,全天最低值出现在15时前后,最高值则出现在夜间至清晨。从季节来看,夏、秋两季的日变化幅度比冬、春两季的大。其中,1月份平均浓度达到最高,为455.80μmol.mol-1;7月份平均浓度则最低,为369.25μmol.mol-1。影响郑州城区大气CO2浓度变化的原因是人为取暖活动及植被的季节变化,另外一些气象因素也对CO2浓度有一定的影响。

近地层O_3和CO_2浓度变化对冬小麦影响的数值模拟:Ⅱ模拟结果和分析

针对CO2和O3浓度变化对冬小麦影响,改进了农田生态系统碳氮生物化学模型(DNDC),并利用模型模拟了O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量的影响,检验了模型的模拟效果。通过对原DNDC模型适用性的调整,使之适用于固城站,为进一步改进作物模型打下了可靠的基础。通过试验资料验证表明,模型较好地反映了O3和CO2浓度变化对冬小麦生长发育和产量形成的影响。通过敏感性分析得出,模型对温度变化反映灵敏;在CO2浓度倍增情况下,O3浓度变化对冬小麦的复合影响分析看出,一定浓度范围内,CO2可缓解O3对作物影响的负效应,O3对CO2带来的正效应有削弱作用。

基于TROPOMI的京津冀NO_(2)柱浓度时空变化分析

针对大气遥感时空分辨率低、研究尺度大等问题,基于当今时空分辨率最高的TROPOMI遥感反演的NO_(2)柱浓度,文章分析了京津冀地区 2019-2020 年 NO_(2)柱浓度时空分布特征。结果表明:TROPOMI 数据反演的 NO_(2)与地面实测 NO_(2)呈较好的正相关关系。NO_(2)柱浓度月均值以年为周期呈现“U”型,京津冀各市也具有相同的特征。季节变化上NO_(2)柱浓度呈现冬季>秋季>春季>夏季。年际变化上,2020年NO_(2)年均柱浓度相比2019年下降,除邯郸、邢台、衡水和沧州2020年NO_(2)年均柱浓度相比2019上升,其余9市呈现下降趋势。京津冀NO_(2)柱浓度年际空间分布具有显著的异质性;季节分布上春夏无NO_(2)高浓度区域分布,冬季NO_(2)高浓度区域呈现连片分布。在2021年石家庄市疫情期,京津冀NO_(2)柱浓度比2019年同期下降了56.9%,NO_(2)高浓度区域面积显著减小。