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珠三角丘陵灌木下垫面湍流特征

中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：卢栩诗蓝长星王宝民中山大学大气科学学院/广东省环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站广东省江门市气象局卡尔斯鲁厄理工学院气象和气候研究所广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

利用2017年珠三角野外观测站湍流连续观测资料，对丘陵灌木下垫面的热量通量、CO2质量浓度和通量、湍流动能等特征进行分析，结果表明：1)丘陵灌木下垫面潜热通量在全年地表能量平衡中占主导地位，对比其他类型下垫面则相反。2) CO2质... 详细信息

利用2017年珠三角野外观测站湍流连续观测资料，对丘陵灌木下垫面的热量通量、CO2质量浓度和通量、湍流动能等特征进行分析，结果表明：1)丘陵灌木下垫面潜热通量在全年地表能量平衡中占主导地位，对比其他类型下垫面则相反。2) CO2质量浓度比其他类型下垫面低，而CO2通量变化幅度远大于其他类型下垫面，说明丘陵灌木下垫面的光合作用及呼吸作用比其他植被覆盖率和密集度较低的下垫面明显较强。3)湍流动能白天大，夜间小。白天夏季湍流动能最大，冬季峰值出现时间略早于夏季。4)无量纲速度标准差随稳定度的变化满足σi/u*=a（1+bζ）1/3的形式，归一化风速标准差符合σu/u*>σv/u*>σw/u*的一般规律，说明丘陵灌木下垫面的物理特性差异对垂直风速的统计量影响比水平风速的统计量小。当大气越偏离中性状态，无量纲速度标准差越大，水平方向无量纲速度标准差比垂直方向无量纲速度标准差的离散程度大。丘陵灌木下垫面的无量纲风速分量系数在三个方向上都比大部分其他类型下垫面偏高。5)协谱基本符合Kansas实验的归一化协谱。不稳定条件下，低频大涡对湍流通量有较显著的贡献。稳定条件下各协谱的谱峰所对应的无量纲频率较不稳定条件下大，暗示着受浮力抑制作用，对动量、水汽和感热有显著输送作用的涡旋尺度减小。

关键词：珠三角地区丘陵灌木下垫面湍流通量湍流速度标准差湍流协谱

气象因素对于华北平原秋冬季气溶胶物理特性的影响

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环境科学学报 2024年

作者：黄珊周雅清马楠杨争朱绍文谢林宏张少斌董文琳何瑶石婧楠王俏巧洪娟陶江川旷烨周广胜李国孙业乐苏杭程雅芳暨南大学环境与气候学院环境与气候研究院粤港澳环境质量协同创新联合实验室中国气象科学研究院固城生态与环境监测站中国科学院大气物理研究所马克斯·普朗克化学研究所

大气气溶胶对空气质量、气候变化和人体健康等方面有重要影响.气溶胶物理特性决定了其辐射效应和成云能力.因此，针对气溶胶物理特性的观测研究对于准确理解和评估气溶胶环境气候效应至关重要.本研究基于2018年11月11日—12月19日和2019... 详细信息

大气气溶胶对空气质量、气候变化和人体健康等方面有重要影响.气溶胶物理特性决定了其辐射效应和成云能力.因此，针对气溶胶物理特性的观测研究对于准确理解和评估气溶胶环境气候效应至关重要.本研究基于2018年11月11日—12月19日和2019年9月26日—10月31日在中国华北平原农村站点开展的综合观测，探究了不同气象因子对气溶胶物理特性的影响.结果表明，相对湿度和风速变化对气溶胶光学特性和吸湿活化特性有重要影响.高相对湿度条件（RH=52%～89%）促进与液相反应相关的二次气溶胶生成，相对于低湿度条件（RH=29%～65%），气溶胶单次散射反照率（SSA）由0.75增加到0.83,60～200 nm粒径下的气溶胶吸湿性参数（κ）增加了约0.04,0.07%～0.81%过饱和比下的气溶胶活化率(fNCCN)相比低湿度条件下也增加了约0.2.高风速条件下采样点受区域传输影响更为强烈，当风速从2 m·s-1增加到4.5 m·s-1时，气溶胶后向散射比（HBF）增加了约36%，而fNCCN则下降了约23%.此外，不同气团来源也将导致气溶胶各物理特性发生变化，当较清洁干燥的西北气团占主导时，颗粒物粒径较低，导致fNCCN降低、HBF升高，而当污染程度高的西南气团占主导时，颗粒物粒径显著增加，fNCCN随之增加、HBF则有所降低.

关键词：华北平原气溶胶物理特性气象参数相对湿度

北京市区大气气溶胶PM_(2.5)污染特征及颗粒物溯源与追踪分析

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现代地质 2010年第2期24卷 345-354页

作者：陈媛岑况 S.Norra N.Schleicher 于扬中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 卡尔斯鲁厄理工学院矿物与地球化学研究所卡尔斯鲁厄76131

重点研究北京市区大气气溶胶中细粒子的污染特征,分析其质量浓度变化与各种自然影响因素的相关性,利用美国空气资源实验室的HYSPLIT模型对颗粒物进行溯源和追踪分析,为正确认识北京市区大气PM2.5污染状况提供重要基础数据,为以后的对比... 详细信息

重点研究北京市区大气气溶胶中细粒子的污染特征,分析其质量浓度变化与各种自然影响因素的相关性,利用美国空气资源实验室的HYSPLIT模型对颗粒物进行溯源和追踪分析,为正确认识北京市区大气PM2.5污染状况提供重要基础数据,为以后的对比研究和制定相应的污染控制措施提供参考依据。结果表明:(1)PM2.5质量浓度的最高值出现在4月的沙尘天气期间中,由于受沙尘天气影响春季的PM2.5质量浓度居四季之首;(2)温度、相对湿度、风速、降水和气压等是影响PM2.5污染程度的重要因素,不同季节里、不同温度范围内,PM2.5的质量浓度与温度表现出不同的但都强烈的相关性;沙尘天气里风速低于某一阈值(10 km/h)时,PM2.5的质量浓度与风速呈负相关,反之则呈正相关;(3)沙尘主要来自西北、西北偏北或偏西方向,境外源有俄罗斯、蒙古和哈萨克斯坦等国的戈壁或沙漠地区,境内主要来自西部戈壁沙漠地带以及内蒙古的大范围干旱和半干旱地区,到达北京后继续向东或东南、东北方向运移,进入朝鲜、韩国、日本和俄罗斯等邻国。

关键词： PM2.5 质量浓度气象因子 HYSPLIT模型

气候变化及人类活动影响下永安溪河流水文健康响应

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李铠峰赵超李文彧邓淇耘刘涵李宜润厦门理工学院环境科学与工程学院厦门市水资源利用与保护重点实验室

为充分认识气候变化及人类活动影响下的河流水文健康响应，采用降水-径流双累积曲线法和Pettitt法分析永安溪径流变化，基于气象和径流数据构建流域长短期记忆（LSTM）神经网络模型还原天然流量序列，通过对多种最适宜生态流量的筛选，... 详细信息

为充分认识气候变化及人类活动影响下的河流水文健康响应，采用降水-径流双累积曲线法和Pettitt法分析永安溪径流变化，基于气象和径流数据构建流域长短期记忆（LSTM）神经网络模型还原天然流量序列，通过对多种最适宜生态流量的筛选，揭示永安溪河流水文健康度（RHD）变化，并定量评估各驱动因子的贡献度。结果表明，永安溪径流的突变时间为2003年，与下岸水库运行时间一致；Q50为最适宜生态流量；与人类活动的贡献（34.74%）相比，气候变化（65.26%）是永安溪河流水文健康下降的主要因素；对比还原流量的RHD，下岸水库运行后实测流量的RHD，在3、4、10月呈现明显提升。

关键词：河流水文健康永安溪 LSTM 最适生态流量

1975—2014年中国西南地区烤烟生育期热资源时空变化分析

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乡村科技 2024年第3期15卷 135-138页

作者：罗伟苏志华韩会庆白玉梅贵州财经大学贵州贵阳550025 贵州理工学院贵州贵阳550003

为优化中国西南地区烤烟种植布局,基于1975—2014年中国西南地区137个主要气象站点逐日气象观测资料,采用反距离加权插值法对气象数据进行插值,分析烤烟不同生长期内气温的时空变化特征。中国西南地区烤烟生长各时期平均气温呈现逐年上... 详细信息

为优化中国西南地区烤烟种植布局,基于1975—2014年中国西南地区137个主要气象站点逐日气象观测资料,采用反距离加权插值法对气象数据进行插值,分析烤烟不同生长期内气温的时空变化特征。中国西南地区烤烟生长各时期平均气温呈现逐年上升的趋势。烤烟生长平均气温中适宜区和不适宜区面积较大,高适宜区和低适宜区面积较小,高适宜区面积及占比都呈现下降趋势,中适宜区和低适宜区面积及占比都呈现先上升后下降的趋势,不适宜区面积及占比都呈现先下降后上升的趋势。40年间,除了四川省东北地区的中适宜区面积逐步向省内西南方向减小外,其他各适宜区面积变化不大。由此可见,中国西南地区烤烟种植气温适宜性变化空间异质性突出,需要采取相关应对措施。

关键词：烤烟中国西南地区热资源时空变化

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《COP28气候与健康阿联酋宣言》解读

科学通报 2024年第15期69卷 2025-2030页

作者：蔡闻佳张诗卉张弛戴凡陆波罗勇宫鹏清华大学地球系统科学系清华大学全球变化研究院东亚迁徙鸟类与栖息地生态学教育部野外科学观测研究站北京100084 北京理工大学管理与经济学院北京100081 香港大学地球科学系和地理系气候与碳中和研究院中国香港999077 国家气候中心气候变化影响适应室北京100081

《联合国气候变化框架公约》缔约方会议第28届会议(下文简称COP28,缔约方会议简称COP)将2023年12月3日设为COP历史上首个“健康日”,并在当晚举行的首次“气候-健康部长级对话”上正式公布了《COP28气候与健康阿联酋宣言》(COP28 UAE De... 详细信息

《联合国气候变化框架公约》缔约方会议第28届会议(下文简称COP28,缔约方会议简称COP)将2023年12月3日设为COP历史上首个“健康日”,并在当晚举行的首次“气候-健康部长级对话”上正式公布了《COP28气候与健康阿联酋宣言》(COP28 UAE Declaration on Climate and Health,以下简称《宣言》,https://***/en/cop28-uae-declarationon-climate-and-health)[1].

关键词：《联合国气候变化框架公约》缔约方会议阿联酋 .com COP 宣言

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成都市大气颗粒物粒径分布及其对能见度的影响

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环境科学学报 2020年第12期40卷 4432-4441页

作者：彭爽康平张小玲 Klaus Schaefer 袁亮向卫国雷雨成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 卡尔斯鲁厄理工学院气象气候与大气环境研究所加尔米施-帕滕基兴82494

使用环境颗粒物分析仪(GRIMM180)对成都市2018年10月-2019年9月0.25~32μm的大气颗粒物数浓度粒径分布进行观测,结合细颗粒物(PM2.5)质量浓度以及相对湿度(RH)、能见度、降水量等气象要素数据,分析了成都市大气颗粒物粒径分布及其与能... 详细信息

使用环境颗粒物分析仪(GRIMM180)对成都市2018年10月-2019年9月0.25~32μm的大气颗粒物数浓度粒径分布进行观测,结合细颗粒物(PM2.5)质量浓度以及相对湿度(RH)、能见度、降水量等气象要素数据,分析了成都市大气颗粒物粒径分布及其与能见度的关系.结果表明,观测期间成都市大气颗粒物以细粒子为主,0.25~0.5μm的粒子数浓度占总数浓度的97.75%,数浓度谱呈单峰分布,2018年秋季、2019年夏季表面积谱呈双峰分布,2018年冬季、2019年春季表面积谱呈三峰,体积谱均为三峰分布;在不同RH区间,PM2.5质量浓度及数浓度均与能见度呈负相关,且其中0.25~0.5μm粒径段的细颗粒物因为对可见光波段的米散射效应而对能见度产生较大影响;在不同RH情况下,不同粒径段颗粒物数浓度对能见度的影响程度有所差别:在低RH(80%)下,0.3~0.5μm和0.5~1μm粒径段粒子数浓度对能见度影响相当.

关键词：颗粒物数浓度粒径分布能见度成都

长期不施氮肥下稻麦轮作农田残留化肥氮的后效及去向

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土壤学报 2022年第6期59卷 1626-1639页

作者：王盈盈夏龙龙蔡思源赵旭颜晓元邢光熹江苏常熟农田生态系统国家野外科学观测研究站(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 卡尔斯鲁厄理工学院气象与气候环境研究所德国加米施-帕滕基兴82467

我国农田化肥氮用量高,造成较多肥料氮土壤残留,残留肥料氮既可被后季作物吸收利用,也可迁移进入环境。稻麦轮作是我国长江中下游农业区代表性种植制度,然而稻麦轮作农田土壤残留化肥氮的作物后效及去向目前尚不清楚。利用^(15)N示踪长... 详细信息

我国农田化肥氮用量高,造成较多肥料氮土壤残留,残留肥料氮既可被后季作物吸收利用,也可迁移进入环境。稻麦轮作是我国长江中下游农业区代表性种植制度,然而稻麦轮作农田土壤残留化肥氮的作物后效及去向目前尚不清楚。利用^(15)N示踪长期试验,连续追踪了2004年小麦季施用30%的^(15)N标记尿素后其土壤残留^(15)N在之后17个稻麦轮作年的变化动态及被后季作物吸收利用特征。试验起始小麦季设100 kg·hm^(–2)(N100)和250 kg·hm^(–2)(N250)两个施氮量处理,后续作物均不再施用氮肥。结果发现,34.5%~37.9%施入氮被当季小麦吸收,随后各轮作年稻麦作物吸收残留氮量随年限增加呈指数下降;17年中有12.2%~15.8%残留氮被后季作物吸收,其中,水稻对残留氮吸收能力较强,为9.2%~11.8%,小麦为3.3%~4.0%;观测期内化肥氮累积利用率为50.1%~50.3%。氮肥施入小麦当季,0~20cm土层残留为22.9%~33.5%,之后逐年减少;17年后降至7.8%~9.8%,但仍占0~100cm土层氮残留量(9.9%~13.4%)的73.5%~78.5%。同位素质量平衡估算的观测期内氮肥累积总损失率为36.3%~39.9%,与基于当季小麦氮肥利用率和0~20 cm土壤残留率计算得出的当季化肥氮总损失率32.0%~39.2%接近。作物籽粒、秸秆及土壤^(15)N丰度在观测期内均随时间呈指数递减;根据预测结果,不施氮下其降至^(15)N自然丰度背景值仍需28~37年。上述结果表明,稻麦农田化肥氮损失主要发生在当季,土壤残留后效持续时间长,但再迁移进入环境数量低。协同化肥氮当季损失的高效阻控和土壤残留的有效调控应是稻麦农田氮肥优化管理的关键环节。

关键词：稻麦轮作 ^(15)N示踪残留氮氮利用率氮损失率太湖地区

乌鲁木齐主城区臭氧污染特征及其传输路径分析

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环境科学 2024年

作者：杜新甜康永德陈红娜汤成鑫冒莹王敏仲刘新春新疆大学生态与环境学院中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测研究站新疆沙漠气象与沙尘暴重点实验室中国气象局树木年轮理化研究重点实验室中国气象局阿克达拉大气本底野外科学试验基地兰州理工大学能源与动力工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐生态环境监测站

全球气候变化问题日益严重，随着我国对环境监管及治理的不断加强，以PM2.5污染为主的雾-霾天气逐步得到改善，而看不见的臭氧(O3)污染气体排放量则逐年增高，尤其是近地面O3污染问题较为严重，对城市生产生活及人民健康产生了严重危害... 详细信息

全球气候变化问题日益严重，随着我国对环境监管及治理的不断加强，以PM2.5污染为主的雾-霾天气逐步得到改善，而看不见的臭氧(O3)污染气体排放量则逐年增高，尤其是近地面O3污染问题较为严重，对城市生产生活及人民健康产生了严重危害.为深入了解O3的污染特性，本研究基于乌鲁木齐市主城区(天山区)2020年1月至2023年2月的O3监测数据、地面气象资料和全球资料同化系统气象数据，利用后向轨迹模型(HYSPLIT)聚类分析和浓度权重轨迹分析法(CWT)，探索乌鲁木齐市不同时间尺度内O3的质量浓度变化特征和潜在源区.结果表明：①乌鲁木齐市天山区2020—2022年O3-8h质量浓度呈逐年递增趋势，且具有明显的季节变化特征，ρ(O3-8h)大小为：夏季(110.33 μg·ｍ-3)>春季(87.67 μg·ｍ-3)>秋季(64.33 μg·ｍ-3)>冬季(39.67 μg·ｍ-3)；② 各个季节的温度、相对湿度和气压对O3-8h质量浓度的影响较为显著，其相关系数r分别为0.871、-0.752和0.644(P＜0.01)，全年风速变化较小，为次要气象因素，对O3质量浓度的影响不显著；③ HYSPLIT聚类分析结果表明，境外远距离输送对乌鲁木齐市天山区O3-1h质量浓度的影响较小，CWT结果表明，O3污染源主要集中在疆内乌鲁木齐以北地区，夏季高值区[ρ(O3-1h)>70 μg·ｍ-3]主要出现在乌鲁木齐、昌吉、阿勒泰和塔城等温度较高的地区；④ 秋季受本地人类活动排放污染物的影响较大.由此可知，乌鲁木齐O3污染存在明显的时空浓度变化特征，对乌鲁木齐城市O3污染的防控需要加强O3前体物的排放，同时考虑对周边地区实施协同减排的措施.

关键词：臭氧(O ) 气象因子后向轨迹模型潜在源乌鲁木齐