四川盆地多层逆温特征及其对大气污染的影响

利用2015~2018年探空观测资料以及国家生态环境部发布的环境空气质量监测数据,对四川盆地多层逆温这一特殊的、尚未见详细报道的逆温结构进行了研究,并评估不同逆温类型及垂直结构对大气污染的影响.结果表明：四川盆地多层逆温实际上是一种并不少见的现象,年平均出现频率为20.1%.冬季最为频发,成都冬季高达51.6%.以边界层逆温叠加对流层低层逆温（LTI）的配置为主要特征.依据其垂直结构,划分为四种配置类型,即贴地逆温（SI）叠加脱地逆温（EI）、SI+LTI、EI+LTI、SI+EI+LTI,分别对应第I、Ⅱ、Ⅲ、IV类多层逆温.其中以第Ⅱ、Ⅲ类多层逆温为主.逆温的叠加作用对大气污染的影响更大,多层逆温（特别是第Ⅱ、IV类多层逆温）尤其加大了中度及重度污染出现的可能性.第I、IV类多层逆温对污染物扩散的抑制作用最为明显,其次是第Ⅱ类多层逆温和仅SI（即只出现SI）.第Ⅱ类多层逆温在污染最重的冬季出现频率高、强且厚,叠加抑制作用明显,应是重点关注对象.     

中国农业碳排放的空间分异与动态演进——基于空间和非参数估计方法的实证研究

为研究农业碳排放的空间分布与动态演进规律，运用1993~2017年中国大陆29个省份的面板数据，在分省测算农业碳排放量和农业碳排放强度的基础上，将空间和非参数估计方法相结合，考察了中国农业碳排放的空间分异及其动态演进.结果表明：中国农业碳排放量呈“中心-外围”模式分布，且表现出向“外围”扩散的趋势；碳排放强度呈逐渐下降的趋势，表现为西高东低的阶梯状分布特征；碳排放的地区间差距不断缩小，农业碳排放的增长分布由“二主一小”向“一主”的格局转变，与此同时，中国农业碳排放还表现出由“两极”向“多极”转变的分布格局.     

陕西不同区域接地逆温特征分析

根据近年开展污染气象观测整理计算的33个项目54期有关边界层小球测风和低探观测资料,分析了陕西省冬季和夏季接地逆温强度及厚度区域分布特征,不同区域接地逆温最大厚度出现时风速廓线和温度廓线特征。分析表明:陕西省接地逆温以西安、咸阳和宝鸡等大城市周围,工业区以及陕北长城沿线荒漠区最为强盛,太白山区及秦巴山区最弱,山区、丘陵地带弱于平原地区,冬季强于夏季;接地逆温最大厚度出现时,地面风速较小,大气层接稳定,陕北长城沿线荒漠区大气水平扩散能力较强,陕南山区次之,关中城市工业区最弱。     

三峡库区太阳能资源基本特征及其演变

利用1961-2007年的日照时数建模计算了三峡库区的太阳辐射,在此基础上对库区的太阳能资源作了全面分析和评价。结果表明：库区年总辐射量介于3200～4400MJ/m²,与德国等太阳能利用大国相当;“下游多,上游少”是资源空间分布的基本特征,且在秋、冬季差异更为明显;资源的年变化具有“夏大冬小”的特点,同时呈典型“双峰结构”,最大和次大峰值分别出现在8月和5月;库区上游太阳能季节差异大,而中、下游四季差异相对较小;库区太阳辐射以散射辐射为主（平均为64%）,上游尤其明显;1961-2007年,资源量与直射比均呈明显下降趋势,且在夏、冬季下降尤为显著,分析表明这与轻雾日数和霾日数的增加有关;自20世纪90年代初起,资源量开始回升,有利于库区太阳能的开发利用。     

天津污染天气边界层温度层结变化特征及预报阈值确定

针对天津市大气污染防治需求,基于2016年4月1日—2017年3月31日天津255 m气象塔观测资料及数值模拟,开展天津地区污染天气边界层温度层结变化特征及预报阈值研究.结果表明:(1)天津地区10~250 m高度的气温递减率为0.56℃/100 m,当日均气温递减率小于0.4℃/100 m时,垂直扩散条件不利于大气污染物扩散,出现中度以上污染概率为64%,重污染概率为47%.从温度廓线和逆温频率统计分析,贴地逆温占所有逆温的55%,除贴地逆温以外逆温底部最易出现在160 m的高度,大量脱地逆温的出现不利于高架源夜间的排放.(2)每年10月—次年2月天津逆温频率为20%,冬季需要关注逆温情况对大气污染物扩散的影响.如秋、冬季8:00逆温仍然存在,重污染天气出现概率高达56%,中度及以上污染出现概率为72%,是重污染天气辨识的重要指标.(3)7:00—10:00在逆温消散或者日均气温递减率由0.6℃/100 m向0.4℃/100 m变化时,任何细微变化对大气垂直扩散有显著影响.基于天津地区PM_(2.5)污染情况下,数值模拟显示10~250 m的气温递减率由于气溶胶的存在可减少0.06℃/100 m,在25个重污染过程中,日均气温递减率平均下降0.18℃/100 m,对大气垂直扩散条件产生显著影响.因此,在空气污染预报分析时使用不考虑气溶胶辐射效应的天气模式分析温度层结,需要适当调整阈值,尤其是在7:00—10:00逆温消散及垂直温度递减率由0.6℃/100 m向0.4℃/100 m变化时.     

淮河流域粮食生产与化肥消费时空变化及对水环境影响

以淮河流域172 个县为研究单元,基于1990、1995、2000、2005 和2010 年分县粮食、化肥及2010 年水环境数据,采用ESDA模型、重力模型、回归分析和GIS 空间技术方法,分别对流域粮食生产与化肥消费的空间集聚程度及重心进行测定,在此基础上分析了流域粮食生产与化肥消费的动态时空变化规律、耦合关系及其对流域水环境影响。结果表明：①粮食生产与化肥消费的“高-高”和“低-低”集聚区存在显著空间正相关,空间聚集特征明显,“高-高”类型区主要集中分布在流域下游的苏北平原和皖北平原,“低-低”类型区主要集中分布在流域上游的伏牛山、桐柏山和沂蒙等山区;②重心分析表明,20 a 来粮食生产和化肥消费的重心逐步由流域东北向西南方向移动,分别移动了29.51 km和34.97 km,两者重心之间距离呈现近似“W”的“先减后增再减再增”徘徊特点;③流域粮食生产与化肥消费的“高-高”和“低-低”集聚区在流域空间位置上高度耦合,呈现增减协同的时空演进格局,且两者重心时空演变轨迹具有同向性,空间耦合特征显著;④回归分析表明化肥消费是流域水环境污染的主要贡献因子和污染来源,也表明流域粮食生产过程中环境成本较大,呈外部不经济效应。     

山谷辐射逆温多中心现象的分析

<正> 空气温度随着高度增加而增加的温度层结,称为逆温层结,而在逆温层结中某些高度有逆温极大值,通常称它为逆温中心。从1968年开始,我们在一些山谷进行温度层结观测时都发现逆温多中心的普遍现象,本文试图给予分析和解释。一、观测现象(1)山谷中逆温多中心现象主要是辐射所形成的,与各类型天气形势无关。在湖     

“三下”开采资源补偿费减征的模型与方法研究

针对我国“三下”开采资源补偿费征收现状与存在问题,基于资源价值理论及现行资源补偿费征收标准,通过理论分析、实例计算和计算机模拟,给出了“三下”开采资源补偿费减征的理论依据,提出了“三下”开采资源回收难度综合评价模型、补偿费征收模型、合理采出率等有关参数的确定模型,研究了“三下”边界及压煤量、采出率快速准确确定方法,设计开发了程序系统,为搞好“三下”资源补偿费征收、提高矿产资源管理与科学决策水平提供了理论与方法依据。     

长白山毛赤杨和白桦/沼泽交错带植物多样性分布格局

采用样带网格调查方法和香农-威纳多样性指数分析方法,研究长白山毛赤杨、白桦/沼泽交错带和干扰白桦/沼泽交错带植物多样性水平分布和垂直分布格局。结果表明:①毛赤杨、白桦/沼泽交错群落植物多样性随着交错区环境梯度变化呈现出凸型水平分布格局,其植物多样性指数为相应地段森林群落的1.5倍,沼泽群落的2～3倍。干扰白桦/沼泽交错群落植物多样性随着交错区环境梯度变化呈现出凹型水平分布格局,其植物多样性指数仅相当于相应地段沼泽群落或森林群落的80%左右,仅为毛赤杨、白桦/沼泽交错群落的70%;②毛赤杨、白桦/沼泽交错群落植物多样性呈现“金字塔型”垂直分布格局,其垂直分布格局是草本层(5):灌木层(3):乔木层(1)。而干扰白桦/沼泽交错群落植物多样性垂直分布格局为草本层(5):灌木层(0.4):乔木层(1),并未呈现典型“金字塔型”分布。因此,人为经营活动不仅降低了森林/沼泽交错带植物多样性水平,也改变了其分布格局。     

昆明低空大气温度层结特征与空气质量的Logistic判别模型

低空大气逆温及地面风速是影响空气质量变化的主要气象条件,特别是逆温的频率、强度制约着大气污染物聚积和扩散。定义了1km以下低空大气的温度层结强度。利用昆明L波段探空雷达加密数据,统计了2014—2018年08 h探空数据温度层结特征,分析了逆温的频率、强度和地面风速等气象要素与空气质量的相关性,建立基于Logistic判别方法的昆明空气质量指数和PM_(2.5)浓度的拟合模型。结果显示:基于定义的温度层结强度的统计,昆明1km以下低空大气整层的逆温发生频率10.7%,年平均强度0.13℃·(100m)~(-1),逆温的频率和强度月变化曲线与轻度污染及PM_(2.5)浓度的变化联系密切;温度层结强度和地面风速通过了α=0.05的相关系数显著性检验,与空气质量指数和PM_(2.5)浓度相关性好,最佳的气象要素因子的相关系数可达到0.3660;Logistic判别模型对轻度污染的拟合准确率在66.3%以上,优良空气的拟合准确率在72.5%以上;对PM_(2.5)浓度超标的拟合准确率在59.9%以上,PM_(2.5)一级浓度的拟合准确率在68.8%以上。     

中国亚热带山地逆温资源评价

本文给出了我国亚热带山区不同山系逆温发生几率,逆温层平均海拔高度、厚度及最大逆温强度,描述了山区逆温的时空分布规律及某些因素对逆温暧带分布的影响,提出了我国山区逆温资源的开发利用途径。     

哀牢山地农业气候资源利用及其与我国东部的分异

用≥１０℃积温并结合最热、最冷月均温与极端低温将哀牢山脉北段划分为５个山地气候带、６个山地农业气候层，各带（层）的上限高度背风东坡比迎风西坡提高５０－２００ｍ。因夏凉等限制，喜温作物种植的山地高度（气候）带比东部水平气候带明显降低，农业熟制也相应减少。     

我国西双版纳雾资源及其评价

本文给出了西双版纳雾的类型特征、时空分布，描述了山区辐射雾和逆温暖带形成的机制、规律，及对某些气候要素的影响。最后，提出了山区雾及逆温资源的开发利用途径。     

青岛地区边界层特征及酸雨成因

青岛地区边界层风场与温度场垂直分布很特殊，在１５００ｍ高度以下风场，近地面层风速较小，３００—４００ｍ高度风速较大，５００ｍ以上风速减小，１０００ｍ以上又逐渐增大．温度层结早晚稳定，午后２００ｍ以下不稳定，混合层不高，一般在４００ｍ左右，有时可达７００ｍ，低空经常出现多层逆温．冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，并经常受江淮气旋和黄淮气旋影响，气旋经过青岛地区时，流场经常出现上、下辐合气流．引入平直和上、下切变两种气流，应用平流扩散方程，对青岛地区连续点源所排放的污染物作模式计算，结果表明，在单一平直气流时，污染物传输较远，但浓度轴线也在一定距离上与地面相交．尤其是在雨天，污染物只在局地散布，浓度较大．当风向出现上、下层切变时，污染物传输范围受限制，这些污染物质在雨天经过化学变化即在近距离形成酸雨．     

北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.     

西双版纳地区露水资源分析

研究了西双版纳地区露的时空分布特征、形成机制及其与雾和逆温的关系，同时分析了露的农业气候意义。结果表明，西双版纳地区露日数呈干季较多、雨季较少的分布特征；干季的露水对本地区热带植物的生长具有重要的生态意义，可部分缓解干季降雨的不足，避免或减弱冷冻害的发生。     

湘江谷地土壤中微量元素铀和钍的含量及分布特征

本研究利用仪器中子活化法对湘江谷地土壤中的天然放射性元素铀和钍进行了测定。文中报道了该地区不同土类和母质土壤及全区土壤中铀和钍的含量及其分布特征。在该区6种主要类型土壤中,铀和钍的含量分布规律基本相同,即山地草甸土>山地黄棕壤>水稻土>红壤>黄壤>紫色土。全区土壤中铀和钍的平均含量分别为4.20ppm和17.0ppm。该值均高于世界土壤中铀和钍的平均含量(2ppm和9ppm)及地壳平均丰度(2.7ppm和9.6ppm),同时也高于我国其它地区。文中还对该区土壤中铀和钍的比值(Th/U)进行了讨论。     

山区农业气候资源空间分布的推算方法及小地形的气候效应

本文提出了山区农业气候资源(温度、湿度、降水、风速等)空间分布的推算方法。为适应计算机技术在山地气候研究中的开发应用,作者使推算模式函数化,便于用计算机绘制山区小网格农业气候资源空间分布图。文中也提供了上述多项农业气候资源的小地形效应值。本文提出的推算方法在福建省沙溪流域实际应用的结果表明,能有效地揭示山区农业气候资源空间分布的宏观与微观变化,效果是令人满意的,精度也是高的。     

应用ARID CROP模型对中国黄淮海地区冬小麦气候生产力的数值模拟研究

应用ＡＲＩＤＣＲＯＰ模型对黄淮海地区冬小麦气候生产力进行了数值模拟研究,给出了该地区冬小麦气候生产力Ｙｑ分布图,继而研究了水分保持最适状况时的光温生产力Ｙｗ分布状况,在此基础上给出了水分增产力Ｑ（Ｑ＝（Ｙｗ－Ｙｑ）／Ｙｑ）分布图。研究表明,黄淮海地区冬小麦气候生产力变幅在３７５０～９７５０ｋｇ／ｈｍ^２之间,总的趋势北低南高,黑龙港地区出现了一个３７５０ｋｇ／ｈｍ^２的低值区。水分是黄淮海北部地区冬小麦气候生产力的一个重要限制因子,当水分完全适宜时,南部淮河流域冬小麦气候生产力仅可提高５％～１０％,而黄淮海北部地区气候生产力则可提高７５％～１００％。用黄淮海地区冬小麦高产记录与生产力模拟值进行了对比分析,表明用ＡＲＩＤＣＲＯＰ模型对该地区冬小麦气候生产力进行研究是可行的,该研究为引黄灌溉提供了一定的理论依据。