多云天气异戊二烯排放通量的计算

根据2002和2003年夏季内蒙古草原的实测资料,发现多云天气下,云通过可见光辐射对异戊二烯排放带来明显影响.研究和提高云量较大条件下异戊二烯排放通量计算的准确性是非常必要和重要的,它将有助于全面了解和准确估算不同天气、所有时段异戊二烯的排放通量.研究表明,对于云量≥6的时段,可以将经验公式中的大气质量(m)取为1,并使用原计算系数来计算异戊二烯的排放通量,其计算值与观测值相对偏差的平均值可降为72%,该方法可以明显降低多云天气下排放通量计算值的不确定性.      

内蒙古草原典型草地异戊二烯的排放特征

为准确了解内蒙古草原典型草地异戊二烯的排放状况 ,在 2 0 0 2和 2 0 0 3年观测实验的基础上 ,利用已有的经验模式和观测资料 ,计算了羊草样地 2 0 0 2和 2 0 0 3年生长季节异戊二烯的排放通量 .结果表明 :2 0 0 2和 2 0 0 3年异戊二烯排放具有明显的日、逐日、月、年变化 ,其排放通量首先依赖于可见光辐射 ,其次是温度 .2 0 0 2和 2 0 0 3年生长季羊草样地异戊二烯总排放 (以C计 )分别为 1 10 ,1 0 0g·m- 2 ,2 0 0 3年比 2 0 0 2年减少9 0 % .此现象主要是由于 2 0 0 3年可见光辐射减弱和气温降低造成的 .2 0 0 2和 2 0 0 3年生长季排放通量的最大值 (以C计 )分别为 2 3 3 2 0和193 3 8μg·m- 2 ·h- 1 ,当可见光辐射小时累计值小于 0 4MJ·m- 2 时 ,异戊二烯的排放通量一般为零     

西双版纳热带森林挥发性有机物的观测研究

2002年7月中旬利用异戊二烯通量测定系统对云南西双版纳热带森林异戊二烯的排放通量进行了连续测量,同时对光合有效辐射(PAR)、气温、湿度、风等参数进行了观测.结果表明,热带地区人工橡胶林区域湿季异戊二烯的排放有明显的日变化规律,中午前后为一天中的最大值,异戊二烯排放通量的日平均值在0.85～0.24mgC/(m²h)之间.对小时值和日平均值而言,异戊二烯的排放与PAR和气温的变化规律比较一致,但它对PAR比对气温更加敏感.不同的天气状况对异戊二烯的排放有非常明显的影响.橡胶林是一个单萜烯排放者,其单萜烯的排放速率明显依赖于PAR.橡胶林和热带雨林冠层上空异戊二烯和单萜烯的浓度也有明显的日变化规律,而且橡胶林区域的异戊二烯和单萜烯的浓度均明显高于热带雨林.     

内蒙古草原挥发性有机物排放通量的研究

2002年夏季,利用静态箱方法,对我国内蒙古草原生态系统挥发性有机物的排放进行了首次测量,同时观测了太阳辐射、温湿度等参数.结果表明,异戊二烯是草地挥发性有机物排放中的主要成分.异戊二烯的排放有明显的日变化、逐日变化和季节变化规律.因子分析表明,可见光辐射、温度、水汽含量是影响异戊二烯排放的主要因子,而且可见光辐射是控制其排放过程的最主要因子.根据相关分析,在考虑影响异戊二烯的排放因子时,不仅要考虑通常的影响因子--可见光辐射、温度,还要考虑水汽的作用.箱方法的使用不可避免地造成箱内外太阳辐射、温湿度等的差别,因此,必须考虑修正采样箱对挥发性有机物排放通量带来的影响.2002年夏季,异戊二烯排放通量(C)的最大值为1649.3μg/(m²·h).6、8、9月采样期间异戊二烯排放通量的日平均值分别为886.6、707.0、427.2μg/(m²·h).     

甲烷排放源逆向轨迹反演模式研究

基于逆向轨迹计算和单点浓度连续观测资料建立了一个甲烷排放源的反演模式 .经系统调试表明模式具有正确反映边界层物理过程的能力 .在理想条件下 ,模式相当准确地反演出 1 0 0km水平范围内设定的排放源和分布 .用 9天的实际甲烷浓度连续观测资料对北京地区的排放源情况进行个例计算 ,获得主要源块的排放率在0 0 0 66～ 0 0 2 6mg/ (m2 ·s)范围内 ,与区域内的重要排放源 (稻田 )的排放情况相一致 .反演所得源块与区域内的稻田分布亦有一定的空间对应关系     

广州大气中异戊二烯浓度变化特征、化学活性和来源分析

在广州番禺大气成分站(GPACS)应用在线监测仪器对异戊二烯进行长达1年的观测,获得异戊二烯浓度变化特征、大气化学活性和来源规律.结果表明:广州地区异戊二烯日均浓度为1.12 ppbv,由于受光照和温度影响较大,各月日均浓度在0.07~2.72 ppbv范围内波动.异戊二烯在冬季的日变化规律与其他季节不同,呈现双峰值变化,较大峰值出现在下午14:00,主要受光照和温度影响;较小峰值出现在晚上22:00左右,主要受机动车排放影响.采用最大增量活性(Maximum Incremental Reactivity,MIR)因子加权法和等效丙烯浓度法均发现异戊二烯的大气化学活性在监测的VOCs物种中最强,分别占总活性的15.45%和36.74%.通过异戊二烯与机动车标志性物质3-甲基戊烷、顺-2-丁烯的比值发现,广州地区异戊二烯在冬季夜晚主要来源于机动车排放,在秋季和春季夜晚也受到机动车排放影响,而夏季夜晚受机动车排放最不明显.这主要是由于在冬季、秋季和春季,监测点主要受到来自广州城区污染物输送的影响,而在夏季污染物从广州郊区输送使监测点受机动车排放的影响很小.异戊二烯与3-甲基戊烷、顺-2-丁烯在各季节的白天都没有线性关系,表明白天异戊二烯的排放受机动车的影响不大.     

内蒙古草原光合有效辐射的计算方法

2002年夏季,对内蒙古草原太阳分光辐射以及气象因素进行了同步观测。依据一定的物理基础,在对实测资料进行分析的基础上,计算得到了内蒙古草原地区光合有效辐射某一时段累计值的经验公式。实际天气条件下,计算结果与观测值比较接近,该经验公式的适用性亦比较好。根据不同条件,可以选择不同的因子来计算光合有效辐射。当选择全部因子时,计算值与观测值的最大相对偏差为8 13%,平均相对偏差为2 45%。研究表明,大气中所有物质对光合有效辐射的吸收作用小于它们的散射作用。      

典型夏季珠江三角洲地区植被的异戊二烯排放

利用中巴卫星影像采用监督分类的方法对影像进行解译,并反演珠江三角洲4种主要的植被类型(PFT).利用自然排放气体和气溶胶模式——MEGAN(Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature),对典型夏季日珠江三角洲地区植被异戊二烯的排放进行了初步研究.结果显示:估算日珠江三角洲植被异戊二烯总的排放量为1.73×106kg(以C计,下同).异戊二烯的排放有明显的日变化特征,最大排放量出现在14:00,为2.39×105kg.广州、江门和惠州的异戊二烯平均排放速率最大,分别为45808·km-2·h-1、4250 g·km-2·h-1和4130 g·km-2h-1;同时江门和惠州也为异戊二烯日排放量的高值区,其日排放总量分别为4.60 ×105kg和4.29 ×105kg,排放贡献率分别为26.6%和24.8%.     

气象模拟误差对异戊二烯排放估算的影响

利用MEGAN模式估算了珠三角地区2006年异戊二烯的排放情况,并设计了两组敏感性实验深入探讨了气象模拟误差对异戊二烯排放的影响.估算结果显示,2006年珠三角地区异戊二烯的排放量为95.56×106kg(以C计),且主要分布在珠三角地区周边植被覆盖较高的地方;受气象条件季节变化的影响,异戊二烯的排放表现出显著的季节和日变化特征,最大异戊二烯排放通量季节出现在夏季,为0.920t·km-2(以C计),最大排放速率均出现在13:00.敏感性实验结果显示,气象模拟误差能显著影响异戊二烯的排放,升高(降低)太阳辐射的输入,异戊二烯的排放量增加(减小)36.20%～50.70%(30.73%～41.88%),大于温度改变引起的排放量变化;升高(降低)气象输入并不会改变异戊二烯排放的日变化特征,但能显著影响排放速率的大小.上午8:00或下午17:00,异戊二烯排放速率的改变最为明显.     

天津市春季气溶胶消光特征和辐射效应的数值模拟

根据GRIMM气溶胶粒谱分析仪对粒子数浓度在线观测资料,拟合了天津市春季霾日和非霾日的气溶胶粒子谱分布,结合同期气溶胶样品化学组分分析结果,利用米散射理论计算分析霾日和非霾日气溶胶消光特征.在此基础上,对辐射传输模式LOWTRAN7中气溶胶光学参量进行了修正,利用修正后的模式模拟霾日和非霾日的地面辐射通量密度.结果表明,观测期间非霾日气溶胶消光系数平均为0.253km-1,散射系数平均为0.213km-1.霾日气溶胶消光系数平均为0.767km-1,散射系数平均为0.665km-1.对比模式计算的辐射通量密度与观测值,表明短波辐射模拟效果较好.     

长白山温带森林单萜烯排放模拟

于2010年夏季,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在长白山温带森林铁塔上测量了挥发性有机物(VOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、光合有效辐射(PAR)等,初步获得长白山阔叶林单萜烯的排放通量.同时,利用PAR能量守恒原理,建立了冠层尺度上单萜烯排放的经验模式.结果发现,模拟结果与测量结果比较一致,平均而言,模拟值高出测量值约20%～40%.采用不同方法对经验模式进行了检验,结果表明,采用比较各个采样时段平均值的方法可行,而且经验模式对于2010年夏季不同采样时段的平均值也给出了较好的模拟结果,其模拟值高出测量值约20%～24%.     

北京地区植物VOCs排放速率的测定

植物释放的挥发性有机化合物(VOCs)主要集中在异戊二烯和单萜烯上,这些种类的化合物占生物圈VOCs释放量2/3.采用封闭式采样和气相色谱分析对北京地区23种典型植物异戊二烯和单萜烯排放速率进行测定和研究,发现阔叶树(如槐,垂柳等)主要释放异戊二烯;而针叶树(如油松)和果树主要释放单萜烯.同时发现植物异戊二烯的释放受光照和温度的影响,而单萜烯的释放则主要受温度的影响.     

Investigation of natural VOC emitted from tropical vegetations in China

Twenty-three kinds of typical plants in Xishuangbanna, the tropical area of southwestern China, were screened to estimate the emission rates of isoprene and monoterpenes by adopting bag-enclosure and curette sampling methods followed by a GC-FID analysis. It was found that the Ficus species were mainly emitting isoprene and most tropical vegetations were mainly releasing monoterpenes. The results also showed that the emissions of isoprene were affected by both temperature and PAR( Photosynthetic Active Radiation), while monoterpene emissions were mainly temperature-dependent.     

珠江三角洲地区天然源碳氢化合物的研究

使用封闭式采样法分析测定了珠江三角洲地区主要优势树种天然碳氢化合物的排放速率,用源调查法推算出该地区天然源碳氢化合物的排放通量,测定树种包括马尾松、湿地松、黎蒴、尾叶桉、南洋楹、大叶相思、荷木.经分析,所测树木排放的碳氢化合物主要有萜烯类和异戊二烯,其中鉴定出的萜烯有a-蒎烯,b-蒎烯,蒈烯,莰烯,桧烯,柠檬烯,罗勒烯等.同时,按9km9km的网格精度估算了珠江三角洲地区森林面积分布数据,根据测定的排放因子以及其他相关资料,首次对该地区天然源碳氢化合物的排放量进行了估算,计算出全年森林向大气中释放碳氢化合物19.610⁴t,占该地区大气中碳氢化合物排放总量的57%.     

A biogenic hydrocarbon emission inventory for the U.S.A. using a simple forest canopy model

A biogenic hydrocarbon emission inventory system, developed for acid deposition and regional oxidant modeling, is described, and results for a U.S. emission inventory are presented. For deciduous and coniferous forests, scaling relationships are used to account for canopy effects upon solar radiation temperature, humidity and wind speed as a function of height through the canopy. Leaf temperature is calculated iteratively from a leaf energy balance as a function of height through the canopy. The predicted light and temperature levels are used with mean emprical emission rate factors and laboratory emission algorithms to predict hydrocarbon emission rates. For application to a U.S. inventory, diurnal emission fluxes of isoprene, α-pinene, other monoterpenes adn otehr hydrocarbons are predicted for eight land cover classes by state climatic division by month. The total U.S. emissions range from 22 to 50 Tg yr⁻¹ depending upon the formulation of different emission rate factors. In the case where the forest canopy model is not used, the isoprene emissions increase by 50% and terpene emissions increase by 6%. In case study analyses, the predicted leaf temperatures were within 1–2°C of observed for a deciduous forest, and predicted emissions were within a factor of two of observations. Further evaluation of the inventory using field measurements is required to determine the overall accuracy of the emission estimates.