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1.
地面观测记录表明,北半球对流层中臭氧的平均浓度一直在升高。特别是近年来的观测数据与巴黎Montsouris实验室测定的1876—1910年的数据相比较说明,地球中—高纬度地区近地面大气中的臭氧浓度在过去100年间增加了两倍多。这一结果对探讨一系列环境问题具有深远的意义。因为臭氧浓度的升高对人类及生态系统有直接影响,又由于臭氧是一种强辐射气体,所以如果大气中臭氧浓度升高则会引起显著的全球变暖。本文采用对流层全球模式对工业化以前及现在的大气化学进行了模拟研究,发现工业化以前近地面大气中臭氧浓度与Montsouris实验室所分析的同期臭氧浓度值相同。另外,根据模拟计算所得现在大气中的臭氧浓度与目前对各种大气化学组份的观测结果相吻合。依据对人类排放的氮氧化物(NOx)的未来增长速度的估计，已有人对2020年的大气臭氧浓度作了类似的计算。基于上述推测，对流层大气中臭氧浓度将会以比过去100年更快的速度增长。因此，在评价大气污染排放物的影响以及制定适当控制它们的措施时，应考虑对流层大气臭氧浓度的未来变化。 相似文献
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自工业革命以来全球大气CH4含量呈快速的增长趋势, 但达索普冰芯记录所显示的北半球中低纬度地区大气CH4增长的启动时间要晚于极地冰芯记录近100 a. 由于受北半球人类活动CH4排放、CH4在大气中的寿命及大气中CH4的传输等过程的影响, 最近150 a以来, 中低纬度大气CH4与南极大气CH4含量在不同的时段表现出不同的净积累量和增长速率, 且20世纪两次世界大战期间达索普冰芯记录明确显示出人类活动排放的减缓使大气CH4呈负增长. 对比研究认为, 到20世纪中叶人类活动的甲烷排放已达到极高值, 中低纬度大气中CH4增长率及年积累逐步趋于平稳且略有降低. 可以认定, 工业革命以来中低纬度地区大气CH4与南极大气CH4含量的变化在不同的时段在受控于人类活动影响的同时, CH4在大气中的行为和传输过程以及东亚中低纬度季风气候的影响决定了两地之间大气CH4含量变化存在显著的差异. 相似文献
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《地球科学进展》2019,(9)
大气中氧化态活性氮主要包括氮氧化物(NOX=NO+NO2)和硝酸等。NOX的循环过程会影响臭氧和羟基自由基的浓度,进而影响大气氧化能力。NOX的氧化终端产物硝酸是颗粒污染物的重要组成部分,其干湿沉降过程会对生态系统产生影响。氮稳定同位素(δ15N)在大气活性氮循环,示踪区域和全球活性氮排放、传输和沉降等研究方面都展现出了一定的潜力。回顾目前用δ15N研究NOX排放和大气活性氮循环的现状,从NOX的产生机制和收集分析方法等方面讨论NOX源δ15N数据的不确定性及原因,分析NOX和硝酸在大气转化和传输过程中氮同位素的分馏效应和影响等,最后讨论用δ15N示踪NOX排放的可能性和问题。虽然目前用δ15N量化示踪排放源还存在比较大的不确定性,但是δ15N可以有效地示踪大气活性氮循环和转化过程。在此基础上,有望利用大气化学传输模型,结合同位素观测数据和分馏机制,对区域和全球大气活性氮循环过程中的同位素效应进行综合评估,提高用δ15N研究大气氧化态活性氮来源以及循环的准确性和可靠性。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>氮氧化物是形成灰霾和光化学烟雾的主要前驱体之一,世界各国尤其是发达国家对NOx排放都有严格的限制。近年来我国的氮氧化物排放量增长迅速,已成为世界最大的氮氧化物排放国。2005年我国的NOx排放量约为1 850万t,但2010年排放量已升至约2 576万t,引起了国内外的高度关注。燃煤电厂是我国最主要的氮氧化物排放源之一,为此,国家新修订了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011), 相似文献
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中国大气臭氧探空仪的研制和应用 总被引：9，自引：1，他引：9
地球大气中的臭氧一直是全球气候和环境变化研究中的重要内容。大气臭氧探空系统是当前直接获得地球大气臭氧垂直结构资料的直接探测系统，同时也是为卫星臭氧探测和激光雷达臭氧探测等提供对比和定标的有力手段。中国大气臭氧探空仪的研制工作起步较晚且进展缓慢，这在一定程度上妨碍了中国大气臭氧高空探测业务化的进程。首次报道了中国大气臭氧高空探测业务化进展状况，重点报告中国自行研制的大气臭氧探空仪的结构和技术性能指标，讨论了中国大气臭氧探空仪主要技术性能指标与芬兰Vaisala臭氧探空仪的比对结果，并给出该系统在北京、南极等地区应用施放中所得到的部分探测结果。同时对中国大气臭氧高空探测业务化方面的近期任务提出了建议。 相似文献
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对流层大气氧化性研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
对流层大气氧化性是对流层大气自我清洁能力的一个重要指标,对流层中大多数痕量气体都是通过氧化过程清除的.回顾近半个世纪以来对流层大气氧化性的研究历史,对流层大气氧化性的研究无论是从测量技术还是模式研究方面都已取得了一定的进展.工业革命以来,由于人类活动的影响,CO、NOx和碳氢化合物等大气污染物排放增多,使得全球对流层大气OH浓度呈下降趋势,未来对流层大气氧化性的变化很大程度上也取决于这些气体的排放情况.利用全球三维大气化学传输模式MOZART研究中国地区对流层大气OH自由基的分布和变化趋势表明,与全球OH自由基变化趋势不同,近10年来中国东部地区OH自由基浓度趋于增加.未来对流层大气氧化性研究的关键问题仍是OH自由基测量技术的提高问题,OH自由基观测结果是完善对流层光化学机制和改进大气化学模式的先决条件. 相似文献
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北京市夏季臭氧特征及臭氧污染日成因分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究北京市夏季臭氧特征及污染成因,于2017年7月15日至2017年8月10日期间,在北京市城区进行气象要素、臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)的连续观测,并选取7d(2017年7月20日、30日和8月1日、4~7日)密集采集大气样品进行挥发性有机化合物(VOCs)和含氧挥发性有机化合物(OVOCs)的分析。结果表明,观测期间北京市夏季O3污染严重,臭氧污染日以东南风为主,一般伴随着高温、低湿、低压和高前体物(VOCs、CO和NOx)浓度,占总观测天数的51.8%。密集采样日中臭氧污染日的成因与副热带高压或均压场下的弱高压系统有关。此外,来自河北、内蒙古中部和蒙古国东部途经保定和张家口等地的气流为北京夏季臭氧污染日的形成提供了部分外源,日平均贡献量为16%~37%,最大贡献量为53%,显示区域传输对臭氧污染日形成有重要影响。敏感性试验发现O3的生成主要受VOCs控制,特别是人为源VOCs。以上结果表明,控制北京本地VOCs的人为排放和周边空气质量将有助于降低北京城区的O3浓度。 相似文献
8.
通常情况下,人为污染会造成大气环境的酸化,最终导致形成酸雨.人为污染主要是化石燃料燃烧造成的大气污染.一般认为远离人类活动的偏远地区没有或很少受到人为的污染,它们的大气化学组成可以作为大气化学的本底;通过与本底的对比研究,可以顺利评估人类对大气环境的污染程度.天山是一个远离人类居住的偏远地区.人类对大气的污染是否影响到该区尚颇有争议.为回答这一问题,我们选择天山山地冰川的冰芯为研究对象,利用冰冻环境有效地保存大气有机物质记录的特点,从大气化学组成变化历史的角度,探讨人类活动对大气化学的影响.我们利用DX-300离子色谱分析了天山一号冰川14.08 m冰芯的有机酸和硫酸等含量.结果显示,乙酸是冰芯中含量最高的化学组分,平均含量为389.4±336.3 ng/g(n=489),甲酸平均含量为61.1±89.0 ng/g(n=541).甲酸/乙酸平均值为0.21士0.23,显示了人类污.染来源的特征.虽然两种主要有机酸的平均含量差异很大,但在过去43 a中它们的含量变化特征相同,且与pH的变化同步,这表明人为活动对该地区大气的污染并没有造成环境的酸化,而是碱化.研究表明,利用远离人类居住地区大气化学组成作为大气的本底对大气污染程度进行评估应持谨慎态度. 相似文献
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二次光化学氧化剂与气溶胶间的非均相过程 总被引：5，自引：0，他引：5
光氧化剂和气溶胶颗粒物在大气环境中普遍存在,影响着大气氧化能力和气候,威胁着人类健康。而大气光氧化剂与气溶胶颗粒物间复杂的耦合相互作用能产生二次污染物,使得大气污染过程更为复杂,成为国际大气化学研究的前沿和热点课题。挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在大气中经过复杂的光化学反应可形成以臭氧（O3）为主的二次光化学氧化剂,并以大气气溶胶为平台发生非均相反应,使大气污染更严重,引起人们普遍关注。二次光化学氧化剂和气溶胶颗粒物之间非均相过程的实验室研究是深入认识这两者间耦合相互作用的关键,实验室研究可以为分析和深入认识外场观测结果提供基础,还能为数值模式模拟研究提供基本参数。概括了大气二次光化学氧化剂的形成过程,总结了国际上近年来二次光化学氧化剂与大气气溶胶颗粒物非均相反应的实验室研究进展以及研究方法,最后提出了现有的一些主要科学问题,对未来这一重要领域的研究前景进行了展望。 相似文献
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臭氧是地球大气中最重要的痕量气体之一,在气候变化和生态环境中均扮演着至关重要的角色。对流层臭氧作为光化学烟雾的重要成分之一,其浓度变化与人类活动息息相关。基于卫星遥感技术监测对流层臭氧浓度可以帮助我们更好地发现和定量解释对流层臭氧在不同季节、不同时刻以及不同区域的变化特征,探讨臭氧在对流层中的成因机制。随着卫星遥感技术的全面发展,臭氧遥感产品（例如臭氧总量、廓线等）无论在产品精度或是时空分辨率方面均取得了显著进步,然而,由于受较弱卫星信号与复杂下垫面的影响,对流层臭氧遥感产品精度仍无法满足目前对流层大气成分的精细化科学应用研究。主要围绕对流层臭氧卫星遥感,回顾和分析了臭氧卫星遥感载荷的发展历程和现状,结果表明国内外已基于不同谱段（紫外—可见光、热红外和太赫兹）实现了全球及区域臭氧的时空分布探测;讨论了基于不同技术遥感反演算法（直接与间接反演、多波段联合反演、天底—临边协同反演、基于机器学习技术的创新算法等）的特点及适用性,分析表明算法精度的提升包括从复杂大气背景下的辐射传输模拟、基于地面观测的先验信息优化以及仪器定标与信噪比等多方面的工作;展望了卫星遥感在全球和区域尺度提供可靠对流层臭... 相似文献
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T. Von Clarmann 《Atmósfera》2013,26(3):415-458
This paper reviews the various aspects of chlorine compounds in the stratosphere, both their roles as reactants and as tracers of dynamical processes. In the stratosphere, reactive chlorine is released from chlorofluorocarbons and other chlorine-containing organic source gases. To a large extent reactive chlorine is then sequestered in reservoir species ClONO2 and HCl. Re-activation of chlorine happens predominantly in polar winter vortices by heterogeneous reaction in combination with sunlight. Catalytic cycles involving Cl, ClO, BrO, Cl2O2, ClO2, and others like NO, NO2, OH, and HO2 remove odd oxygen (ozone and atomic oxygen) from the atmosphere. Under an ozone hole condition, the ClO dimer cycle is particularly important, while in mid-latitudes the short-lived reservoir HOC1 has some importance. Solar proton events can also affect stratospheric chlorine chemistry, but whether solar protons effectively activate or deactivate chlorine was shown to depend on illumination conditions. The lifetime of chlorofluorocarbons has an impact on the availability of ozone destructing substances in the stratosphere and depends on the Brewer-Dobson circulation which controls at which altitudes and how long an air parcel is exposed to photochemistry. In turn, the chlorine-containing source gases can be used as tracers to constrain the age of stratospheric air and thus to diagnose the Brewer-Dobson circulation. The use of complementary measurement systems was essential to extend our knowledge on chlorine-containing compounds in the stratosphere. ClO is best measured by remote sensing in its rotational bands in the far infrared and microwave region. For HOC1 the far infrared bands are ideal, but some substantial information was also gained with microwave and mid-infrared measurements. ClONO2 is only measured in the thermal infrared, while HCl has a measurable signal in the microwave, far infrared and mid-infrared regions. The mid-infrared HCl lines, however, are situated at wavelengths where blackbody emission at terrestrial temperatures is so low that infrared measurements of HCl are possible only in solar absorption geometry, but not in thermal emission. Chlorine source gases are most accurately measured by air sampling techniques, while global coverage can only be achieved by satellite-borne thermal infrared measurements. In epistemological terms, research on stratospheric chemistry and particularly the role of chlorine compounds used various scientific concepts from deductive reasoning, falsificationism, abductive reasoning and so-called “puzzle-solving within normal science”. The structuralist theory of science with the concept of non-statement view of theories, however, seems to be best applicable to stratospheric chlorine research of the recent decades. 相似文献
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《Comptes Rendus Geoscience》2018,350(7):354-367
In the 1980s, ground-based monitoring of the ozone layer played a key role in the discovery of the Antarctic Ozone Hole as well as in the first documentation of significant winter and spring long-term downward trends in the populated mid-latitude regions. The article summarizes the close-to-hundred-year-long history of ground-based measurements of stratospheric ozone, and more recent observations of constituents that influence its equilibrium. Ozone observations began long before the recognition of the impact of increasing emissions of manmade ozone-depleting substances on ozone and therefore on UV levels, human health, ecosystems and the Earth climate. The historical ozone observations prior to 1980s are used as a reference for the assessments of the state of the ozone layer linked to the enforcement of the Montreal Protocol. In this paper, we describe the worldwide monitoring networks and their ozone observations used to determine long-term trends with an accuracy of a few percent per decade. Since 1989, the ground-based monitoring activities have provided support for the amendments of the Montreal Protocol (MP). They include monitoring of (a) the ozone total column and the vertical distribution at global scale, (b) the ozone-depleting substances (ODS) related to the MP such as chlorofluorocarbons (CFCs), and their decomposition products in the stratosphere, and (c) the atmospheric species playing a role in ozone depletion, e.g., nitrogen oxides, water vapor, aerosols, polar stratospheric clouds. We highlight important accomplishments in the atmospheric monitoring performed by the Global Atmosphere Watch program (GAW) run under the auspices of the World Meteorological Organization (WMO) and by the Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC). We also address the complementary roles of ground-based networks and satellite instruments. High-quality ground-based measurements have been used to evaluate ozone variabilities and long-term trends, assess chemistry climate models, and check the long-term stability of satellite data, including more recently the merged satellite time-series developed for the detection of ozone recovery at global scale, which might be further modified by climate change. 相似文献
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P. A. Mayewski K. A. Maasch D. Dixon S. B. Sneed R. Oglesby E. Korotkikh M. Potocki B. Grigholm K. Kreutz A. V. Kurbatov N. Spaulding J. C. Stager K. C. Taylor E. J. Steig J. White N. A. N. Bertler I. Goodwin J. C. Simões R. Jaña S. Kraus J. Fastook 《第四纪科学杂志》2013,28(1):40-48
The location and intensity of the austral westerlies strongly influence southern hemisphere precipitation and heat transport with consequences for human society and ecosystems. With future warming, global climate models project increased aridity in southern mid‐latitudes related to continued poleward contraction of the austral westerlies. We utilize Antarctic ice cores to investigate past and to set the stage for the prediction of future behaviour of the westerlies. We show that Holocene West Antarctic ice core reconstructions of atmospheric circulation sensitively record naturally forced progressive as well as abrupt changes. We also show that recent poleward migration of the westerlies coincident with increased emission of greenhouse gases and the Antarctic ozone hole has led to unprecedented penetration, compared with >100,000 years ago, of air masses bringing warmth, extra‐Antarctic source dust and anthropogenic pollutants into West Antarctica. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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通过详细的野外地质调查和有机地球化学、流体包裹体、(U-Th)/He、裂变径迹及盆地模拟等测试分析手段,深入系统地探讨了中扬子北缘京山雁门口二叠系古油藏源岩、原油有机地球化学特征及古油藏形成-改造过程。研究结果表明：区内二叠系烃源岩有机质丰度高、类型好,属于优质烃源岩;区内油气显示主要为黄绿色或褐黄色轻质油苗,产状以晶洞型、裂缝型和缝洞型为主;源岩和原油的有机质主要来源于海相还原环境,推测原油可能主要来源于二叠系烃源岩,为自生自储;古油藏油气显示保存至今的最主要因素可能是保存条件或封闭条件较好。通过流体包裹体和地层埋藏史分析认为,区内二叠系烃源岩生油时间主要在早三叠世初期;而在晚三叠世-晚侏罗世(203~159 Ma)有一期或多期与油气运移有关的热流体活动,同时也是古油藏形成的关键期。裂变径迹和(U-Th)/He热年代学证据则显示古油藏形成后主要经历3期构造叠加改造(晚侏罗-早白垩世的强烈构造抬升-冷却、晚白垩世-古近纪早期的缓慢抬升-冷却及古近纪中后期以来的相对强烈的抬升-冷却),其中晚侏罗世-早白垩世的构造抬升剥蚀-冷却事件可能是古油藏被改造,乃至完全破坏的主要因素。通过对该古油藏系统分析认为,在中扬子燕山期构造活动较弱地区,二叠系裂缝、晶洞发育带内上古生界海相油气勘探潜力较大。 相似文献
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Ozone depletion at mid-latitudes is caused by reactivehalogens from man-made halocarbons. The stratosphericsulphate aerosol which follows large volcaniceruptions enhances (multiplies) this ozone depletion(it has no effect on ozone without halocarbons). Mid-latitude depletion almost doubled for the twoyears after Mt. Pinatubo. Although the MontrealProtocol is expected to reduce atmospheric amounts ofhalocarbons in the 21st century, stratospheric ozonewill be at risk of depletion enhancement by largeeruptions for the next 50 years. Mechanisms ofvolcanoes suggest that large eruptions are random andthat their global rate is constant for severalcenturies. Measurements of large eruptions during thelast 1000 years in ice cores have a remarkable fit toa Poisson distribution, reinforcing the conclusionthat the global incidence is random and at a constantrate for this period. From this rate, the probabilityof one or more eruptions with at least the ozone-lossenhancement of Pinatubo is 58 % in 50 years. Thisprobability is large enough to be of serious concernfor future mid-latitude ozone loss. 相似文献
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大气、海洋与固体地球的能量交换 总被引：9，自引：0，他引：9
通过对南极气温资料、南极臭氧资料、环南极海冰资料、太平洋海温资料、地球自转速度变化资料、厄尔尼诺和拉尼娜资料的模拟验证，发现厄尔尼诺事件发生与德雷克海峡海冰减少在时间上有一一对应关系。南极半岛海冰减少是太平洋环流速度减慢的原因，德雷克海峡的海冰起重要作用。大气、海洋与固体地球的角动量交换在南、北半球有不同的形式。强震起源于海平面振荡。 相似文献
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臭氧变化及其气候效应的研究进展 总被引：10，自引：0，他引：10
综述了近２０年来臭氧变化的规律和机制及其气候效应等领域的研究进展,指出对流层臭氧（主要在北半球）增加、平流层臭氧减少和臭氧总量减少是全球臭氧的变化趋势,原因主要是人类活动导致的ＮＯｘ、ＮＭＨＣ、ＣＯ、ＣＨ４等对流层臭氧前体物的增加和ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、Ｎ２Ｏ、ＣＦＣｓ等平流层臭氧损耗物质的增加。臭氧变化引起的气候效应表现在对流层臭氧的增加将带来地表和低层大气的升温,平流层臭氧的减少则可能导致地表和低层大气的升温或降温。将全球或区域气候模式和大气化学模式进行完全耦合来研究臭氧变化的气候效应是一种十分有效的手段,具有广阔的应用前景。 相似文献
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《Comptes Rendus Geoscience》2018,350(7):432-434
NASA has a long and significant history in observations and data analysis research for understanding the short- and long-term changes in ozone in the atmosphere. For nearly 40 years, NASA has overseen satellite observations of stratospheric ozone. These observations have been augmented by ground-based remote sensing, balloon borne, and aircraft observations of ozone and ozone-related species and by continuous observations of ozone depleting substances. Together, they form the evidential basis for understanding ozone changes over these past four decades. Also, NASA has continuously funded laboratory, modeling and data analysis activities to better understand the observations obtained by NASA and other programs. NASA has plans to continue these activities in the future, at a level consistent with available funding, other Earth Science observational priorities, and more importantly, with a goal of ensuring that data exist to understand changes in ozone in the future as the abundances of ozone depleting substances decrease and those of greenhouse gases increase. 相似文献