上甸子本底站湿沉降化学成分变化与来源解析

利用上甸子本底站自1999-2004年的降水资料,对8种离子（K^＋、Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、NH4^＋、SO4^2-、NO3^-、Cl^-）浓度做了统计分析,并通过PMF（positive matrix factorization）方法对该地区的湿沉降来源做了解析.结果表明,①pH分布在4.41~6.55之间,电导率分布在40.97~69.64μS.cm^-1之间.②上甸子本底站的电导率结果明显高于清洁地区降水背景点（瓦里关全球大气本底监测站）、低于北京城区的观测结果,表明降水化学成分受大气污染显著,但污染水平要低于人类活动集中的地区.③SO4^2-、NO3^-、NH4^＋、Ca^2＋是上甸子站降水样品中最主要的水溶性离子;从季节变化来看,SO4^2-离子春季最高、夏季最低,NO3^-离子冬春两季浓度水平相当,夏季略偏低,H＋离子浓度春季最低,夏秋两季相当,冬季最高.④源解析结果表明,土壤尘是上甸子本底站降水化学成分最主要的来源;与施肥有关的农田排放是本底站降水成分的另一个重要的源;此外,来自污染地区的交通运输排放和燃煤排放的输送作用同样影响着该地区降水化学成分.

大气传输对华北区域本底地区降水化学成分的影响

对华北区域本底站1999～2007年239次降水过程的气流后向轨迹进行分类,从中选取典型西北路径、西南路径和东南路径降水,研究了不同输送路径下降水pH值、电导率、化学组成特征及影响本底地区的主要排放源。结果显示,起源于我国中东部内陆地区途经太原、石家庄、北京等大城市的西南气流,起源于蒙古国途经我国内蒙地区的西北气流,以及源自海上途经我国东部部分沿海城市的东南气流是对上甸子本底站降水输送的3个主要路径。其中西南路径降水频次最高;西南路径降水pH值最高、东南最低;西北路径降水电导率最低、西南路径最高。SO24-、Ca2+、NO3-和NH4+是影响华北区域降水化学性质的主导性离子,西南路径中上述离子浓度明显高于其他方向路径;土壤尘、农田排放、交通运输排放和燃煤排放是影响本底地区的主要排放源,西北清洁路径下以自然源的影响为主,而来自西南人类活动集中地区的输送对人为源影响体现突出,如交通运输排放和燃煤排放。年际变化来看,与1999～2004年相比,2005～2007年pH值呈降低趋势,这与降水中碱性离子浓度的降低密切相关;降水等级划分的统计结果显示,随着雨量的增大,酸雨出现率逐渐增多,电导率及测得的全部离子成分逐渐降低。

2006年春季沙尘天气下背景地区大气气溶胶光学特性的观测研究

利用2006年3～5月北京上甸子本底站气溶胶细粒子（PM2．5）质量浓度、吸收和散射系数的连续观测资料，对2006年春季上甸子本底站清洁、污染输送及典型沙尘天气下气溶胶的消光特性进行了分析。结果显示：①本底站在春季清洁情况下PM2．5质量浓度、吸收和散射系数的日均值水平分别为：10μg／m^3、7Mm^-1和20Mm^-1左右，单散射反照率分布在0．71～0．78之间；此次观测到的污染输送过程中PM2．5质量浓度、吸收和散射系数平均值分别为：145μg／m^-3、44．5Mm^-1、374．3Mm^-1，单散射反照率分布在0．84～0．94之间；沙尘影响期间，PM2．5质量浓度、吸收和散射系数以及单散射反照率的测量结果分布在248．2～424．1μg／m^3、10．8～44．7Mm^-1、225．4～392．5Mm^-1和0．89～0．96之间。②观测得出，沙尘影响集中的时段细粒子质量浓度、气溶胶散射系数和气溶胶吸收系数都成倍地上升，其中质量浓度和散射系数上升的幅度要高于吸收系数。③3种天气条件的对比结果显示，受沙尘天气影响PM2．5质量浓度明显上升，且逐时波动幅度大；吸收系数远高于清洁天气下的观测结果，但比污染输送过程的测量结果偏低；散射系数同样高于清洁天气下的观测结果，与污染输送情况下的测量结果接近。沙尘天气导致颗粒物浓度明显上升，其对气溶胶粒子散射作用的贡献要大于吸收作用。

生物质燃烧对清洁地区地面O3含量的影响

使用美国热电子公司的TEMode149C型O3监测仪、TEModel48C型CO监测仪和TEModel42C型NOx监测仪,对上甸子区域大气本底站2005年9月地面O3、CO和NOx的浓度进行了连续监测,获得了同步的气象数据,并详细记录了测站附近生物质燃烧的现象。结果表明,生物质燃烧影响了O3浓度日变化规律,最大小时平均浓度出现在18时(北京时间,下同),峰值过后的5～6h内O3的浓度仍明显高于无燃烧现象的情况,且从燃烧集中时段(15时左右)至傍晚(19时),O3浓度逐时上升;NOx和CO浓度日变化规律和城市地区的观测结果也有不同,浓度高值时段和燃烧时间吻合,其中CO浓度在燃烧集中时段上升明显;生物质燃烧情况下,Δφ(O3)/Δφ(CO)高于无燃烧情况,在午后至傍晚燃烧集中且太阳辐射条件较好的时段内,NOx、CO浓度与O3浓度呈现正相关关系。相同天气条件下的个例对比结果显示:测站受生物质燃烧排放输送的影响,主导风向下燃烧个例中O3浓度明显高出无燃烧个例约0.02mg.m-3。