北京城区和远郊区大气气溶胶的相似性研究

文章通过对北京城区和远郊区采集的气溶胶样品物理化学性质的分析,考察了两地气溶胶性质的相似性。 样品于2001年9月7～16日,11月3～27日,2002年1月30日～2月6日和2003年1月28日～5月21日分别在北 京舞蹈学院(城区)和昌平昭陵(远郊区)进行采集。根据元素富集因子(EF)的分析,几大类元素的源相似,自然源和 人为源对其均有重要的贡献。当然,在两地的大气气溶胶浓度是不同的。秋季总悬浮颗粒物平均浓度城区为177.1 g/m3,远郊区为117.4g/m3。城区气溶胶细粒子PM2.5质量浓度冬季为153g/m3,秋季为124.3g/m3。城区和 远郊区的大气气溶胶中各类元素占所测元素的百分数相近。两地主要元素百分数序列均为(Fe,Ca,Al)>(K,Na, Mg,Cl)>(S,Sb,As)>(Br,Ba,V,Pb),前3项之和超过94%。城、远郊区大气气溶胶质量浓度和元素浓度的粒径分 布也很相似。用Andersen9级采样器采集的气溶胶质量浓度PM10占其总质量浓度PM(A总)的95%以上,PM2.1/ PM10>62%。可见,气溶胶中可吸入颗粒物占绝对优势,而可吸入颗粒物又以细粒子为主。细粒子中以人为污染元 素S,As,Pb,Br和Zn为主,其PM2.1/PM10>60%,最高可达90%。气溶胶细粒子PM2.5的污染是区域性的。在城 区北京舞蹈学院单点监测的PM2.5,一定程度上可反应出北京市区PM2.

天然放射性核素铍-7和铅-210在大气示踪研究中的应用

文章介绍了大气中天然放射性核素铍 7(7Be)、铅 2 10 (2 10 Pb)源、汇特征以及示踪大气动力输送过程的一般原理。对国内、外有关7Be、2 10 Pb观测研究历史、现状以及它们在大气科学中应用成果也作了综述性的描述。7Be和2 10 Pb是示踪研究平流层与对流层交换、气溶胶干、湿沉降等过程的一个重要的示踪物。随着大气中传统的核试验所产生的13 7Cs、90 Si等示踪同位素背景浓度的降低 ,7Be和2 10 Pb的示踪作用在大气科学应用中将越来越得到重视。

北极苔原和海冰地区边界层物理过程的观测研究

国家自然科学基金重点项目“北极苔原和海冰地区边界层物理过程的观测研究”在下列方面取得了较大进展：

临安一次沙尘暴过程影响气溶胶物理化学特性演变的初步分析

文章利用 2 0 0 2年 3月 2 9日～ 4月 4日在浙江临安大气本底污染监测站观测的气溶胶粒子质量谱、离子与元素成分的数据 ,结合TOMS卫星的气溶胶指数资料和轨迹模式 ,重点分析在北方沙尘暴输送影响期间临安气溶胶质量浓度尺度分布的演变特点以及气溶胶化学成分与不同空气来源的关系。初步分析结果显示 ,受北方沙尘暴天气影响 ,临安气溶胶质量浓度、离子、元素浓度有明显的尺度分布演变。这种演变与污染物来源和大气污染物的气粒转化有关。沙尘影响前和结束后临安地区气溶胶主要以细粒子为主 (<2 .1μm) ,峰值粒径 0 .6 5～ 2 .1μm ,而受北方地区的沙尘暴影响 ,峰值粒径偏移到 2 .1～ 3.3μm ,且在 7～ 11μm间出现另一个峰值 ,同时临安气溶胶粗粒子中矿物元素显著增加。从离子成分看 ,在整个观测期间SO2 -4与NH+4在细粒子段有很好的一致性 ,而SO2 -4,NO-3与Ca2 + 在粗粒子段有很好的相关 ,尤其是沙尘影响期间NO-3与Ca2 + 有很好的对应关系 。

2003年夏季临安地区大气气溶胶离子成分的尺度分布特征

文中利用2003年夏季在浙江临安大气本底污染监测站观测的资料,分析了临安的气溶胶质量浓度、离子成分的尺度分布特点及主要离子间的相互关系。初步结果显示,该期间临安气溶胶主要以粒径小于2.1μm的细粒子为主,约占总质量浓度的66%,其中粒径小于0.65μm的粒子可达总质量浓度的50%,远高于其他各级尺度段上的粒子浓度。与质量浓度分布相似,可溶性无机离子成分主要集中在粒径小于2.1μm(记为PM2.1)的细粒子中,PM2.1粒子中可溶性无机离子约占所有尺度段(包括所有5级)离子质量浓度总和的88%。其中粒径小于0.65μm的亚微米粒子中的离子质量浓度是细粒子的主要部分,占所有尺度段上离子质量浓度总和的77%。SO42-,NH4+和K+是PM2.1中决定性的离子成分。相关分析和离子平衡表明,PM2.1中SO42-与NH4+和K+有很高的相关,在粒径小于0.65μm的亚微米粒子中,非海盐硫酸盐(Nss-SO42-)主要为(NH4)2SO4,由气-粒转化产生;而在粒径为0.65~2.1μm尺度段,Nss-SO42-除(NH4)2SO4外,可能还有K2SO4,Na2SO4等存在。

澳大利亚板块漂移对南半球气候与环境影响的数值模拟

利用美国NASA(National Aeronautics and Space Administration)的GISS全球海洋-大气耦合模式, 研究了14 Ma BP在与现代情景不同下的澳大利亚板块位置对南半球中高纬度大气环流的影响. 模拟结果表明, 14 Ma BP澳大利亚板块偏南时, 副热带地区大洋上反气旋加强, 副热带高压加强, 高纬60°～70°S一带气旋性环流加强, 绕极地低气压加深, 造成当时南极涛动变强, 南极涛动指数AOI (Antarctic Oscillation index)波动周期缩短. 同时, 14 Ma BP降水与地表气温也发生了相应的变化. 在环40°S一带大部分地区降水量减少, 而在60°～70°S多数区域降水增加; 南太平洋高纬度地表气温下降, 威德尔海及其北侧海域地表气温升高. 此外, 由于气温和风场的变化, 南极海冰也发生了变化, 罗斯海附近及其西侧靠近南极大陆地区海冰较现在增加, 威德尔海附近海冰较现在偏少.