沙尘暴的缘起与自然“休养生息”

沙尘暴是指强风从地面卷起大量沙尘 ,使空气浑浊、水平能见度小于 10 0 0米的现象 ,是一种在特定地理环境条件下 ,由特定的大尺度环流和某种天气系统发展所诱发的小概率、大危害的灾害性天气。沙尘暴主要出现在沙漠地区及其邻近的干旱、半干旱地区。在世界多出现在北非、澳大利亚、美国南部及亚洲中部 ;在我国多出现在西部地区并影响相邻的地区。沙尘暴多发生于春季 ,尤其 4～ 5月份。沙尘暴天气会造成严重的风害、沙积害、风蚀、环境污染和许多次生灾害 ,使灾区人民的生命财产遭到巨大损失。 (全国每年因沙漠化造成的直接损失达 540亿元。)…     

我国19个省会城市遭受沙尘污染

据中国环境监测总站监测 ,受 4月底西北地区沙尘暴和大风天气的影响 ,我国西北、华北地区部分城市在过去一周空气悬浮颗粒物浓度较大 ,空气质量受到严重影响。兰州、呼和浩特、太原空气质量为五级 ,属重度污染 ;北京、郑州、乌鲁木齐空气质量为四级 ,属中度污染 ;西安、石家庄、银川、天津、杭州、武汉、南京、重庆等 13个城市空气质量为三级 ,属轻度污染。我国19个省会城市遭受沙尘污染     

我国沙尘暴的沙源及路径

据研究表明 ,每年冬春影响我国的沙尘暴源区有境外源区和境内源区两大类。境外源区主要有蒙古东南部戈壁荒漠区和哈萨克斯坦东部沙漠区。蒙古和哈萨克斯坦荒漠的沙尘暴 ,最远的能经中国北部广大地区 ,并将大量沙尘通过在太平洋上空的大气环流一直传送到北美洲。我国境内源区主要有内蒙古东部的苏尼特盆地或浑善达克沙地中西部、阿拉善盟中蒙边境地区 (巴丹吉林沙漠 )、新疆南疆的塔克拉玛干沙漠和北疆的库尔班通古特沙漠。很多情况下境内境外界限不会泾渭分明 ,当沙尘暴自境外发生并进入中国时 ,上述境内源区则成为加强源区 ,使空气中沙尘浓…     

我国华北沙尘天气的成因与治理对策学术报告会简述

中国科学院地学部于 2 0 0 0年 5月 5日在北京召开“我国华北沙尘天气的成因与治理对策”学术报告会 ,叶笃正院士等专家经过调研分析提出 ,今年强沙尘天气是反厄尔尼诺事件和地表覆被状况恶化所致。专家分析造成沙尘天气的原因是 :———我国北方地区大风日数的增减是气候周期性变化的反映 ,而今年强沙尘天气陡增是因为处于反厄尔尼诺事件的高峰期所致。专家解释说 ,反厄尔尼诺事件即指赤道中东太平洋海表异常降温现象 ,也就是“拉尼娜现象”。它会扰乱正常的大气环流状况 ,并进一步影响到其他地区。———我国北方地表覆被状况局部改善、整…     

什么是扬沙、沙尘暴与浮尘

我国北方地区 2 0 0 2年 3月 18日以来再次出现了沙尘暴天气 ,肆虐的黄风给人们的生活带来了不便。什么是扬沙、沙尘暴与浮尘呢 ?中央气象台的专家介绍说 ,扬沙与沙尘暴都是由于本地或附近尘沙被风吹起而造成的。其共同特点是能见度明显下降 ,出现时天空混浊 ,一片黄色。两者大多在冷空气过境或雷雨、飑线影响时出现 ,北方都是在春季容易出现。所不同的是扬沙天气风较大 ,影响的能见度在 1～ 10ｋｍ之间 ;沙尘暴风很大 ,能见度小于 1ｋｍ。而浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后 ,尘沙等细粒浮游空中而形成 ,俗称“落黄沙” ,出现时远方…     

基于栖息地指标法的生态流量研究

以大渡河流域为例,根据指示鱼类对栖息地的环境要求,构建包含水深、水面宽、流速、湿周和过水面积5个参数的栖息地评价体系,选择大渡河上游具有代表性的河段,建立流量与各指标之间的关系式,确定指示鱼类不同阶段的最低流量适宜值,得到满足各栖息地指标要求的最小生态流量。计算得出,足木足河的非避冬期最小生态流量为183～785 m3/s,避冬期为66 m3/s;大金川的非避冬期最小生态流量为266～865 m3/s,避冬期为266 m3/s;梭磨河的全年最小生态流量为283 m3/s;绰斯甲河的非避冬期最小生态流量为319～382 m3/s,避冬期为319 m3/s。区域最小生态流量的确定,可为研究区鱼类的保护提供参考,进而为维系地区生态平衡,协调生态环境与社会发展提供保障     

基于地面监测数据的2013~2015年长三角地区PM2.5时空特征

近年来,长三角地区灰霾天气持续增多,空气细颗粒物污染问题日益突出。基于2013年1月至2015年5月长三角地区及周边缓冲区内共214个空气质量监测站点PM_2.5逐时监测数据,运用普通克里金插值方法,从年、季、月尺度上分析了PM_2.5的空间分布格局和时间动态变化。结果表明:(1)2 a来,长三角地区PM_2.5浓度空间分布明显呈现整体北部高南部低,局部地区略有突出的分布特征;长三角地区PM_2.5浓度年均值为57.08μg/m³;其中,江苏省PM_2.5的年均值为三省市最高,为65.84μg/m³;其次为上海市,年均值为53.87μg/m³;浙江省PM_2.5的年均值较小,为51.53μg/m³。(2)从季节尺度分析,长三角地区PM_2.5浓度变化表现出冬春季高,夏秋季低的变化趋势;这与区域内冬季风向来源、降水稀少、气象扩散条件差有着密切的关系; (3)长三角地区月浓度变化大致呈U形分布; 12月份PM_2.5浓度最高; 3月份以后, PM_2.5浓度开始呈逐步下降趋势;在5~9月份,区域PM_2.5处于"U"字的谷底,其中6月份夏收时期秸秆焚烧、气象等因素导致PM_2.5浓度有略微升高;进入10月份后迅速攀升,且11、12月份呈现持续升高态势。     

长三角PM2.5和O3变化特征及与气象要素的关系

依据2017年长三角地区的空气质量小时数据,结合同期ECMWF气象资料,采用GIS空间分析、相关性分析和数理统计研究了区域O3、PM2.5的时空变化特征及其与气象因素的关系.结果 表明:(1)长三角城市群O3浓度在5和9月值最高,O3_8 h日变化特征呈拉伸型S曲线,在19:00、20:00达到浓度峰值,峰值浓度最大的地区是滁州,为111 μg/m3;O3空间分布由北到南逐渐降低,并且春季(136.57 μg/m3)＞夏季(117.35μg/m3)＞秋季(83.23 μg/m3)＞冬季(77.06 μg/m3);O3与其前体物CO、NO2相关性较强;当15＜T≤20℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,O3浓度超标最严重.(2)PM2.5浓度月均值呈不规则U型分布,低谷期在7、8月;上海浙江区域日均浓度第一个峰值在9:00～10:00,安徽江苏区域是11:00～12:00,第二个峰值均在21:00;PM2.5空间分布内陆城市高于沿海城市,冬季(62.21 μg/m3)＞春季(44.70μg/m3)≈秋季(44.14 μg/m3)＞夏季(31.33μg/m3);与NO2、SO2相比,PM2.5和CO相关性更强;O3与温度、相对湿度是正相关,与风速、风向、气压、边界层高度、降水量则是负相关,PM2.5与风向、气压是正相关,与其他因素是负相关;当温度低于5℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,长三角城市群PM2.5超标率最高.     

喀斯特洞穴通风效应特征变化及其对洞内空气环境的影响研究——以贵州绥阳麻黄洞为例

为探究喀斯特洞穴内部空气变化特征,揭示喀斯特洞穴通风效应时空变化规律及其变化模式,于2016年1月～2019年6月间两个监测周期对贵州绥阳麻黄洞洞内外温度、湿度、C02浓度以及气压进行为期32个月的数据采集,并基于相关模型进行系统分析,结果表明:(1)麻黄洞存在3种通风模式:限制性通风模式、积极性通风模式和过渡阶段.其中夏季主要为限制性通风模式,洞内外气流交换较弱;冬季主要为积极性通风模式,洞内外气流交换运动明显,春季和秋季处于过渡阶段,两种模式交替存在.(2)洞道结构影响通风模式,同样,通风效应影响洞穴空气环境变化.根据洞道结构和通风效应对洞穴空气环境的影响可以将麻黄洞洞道分为3个部分:空气环境变化较大的1#～5#监测点、空气环境变化逐渐减小的6#～9#监测点以及空气环境稳定的10#～15#监测点.(3)受特殊的洞道结构影响,洞道中6#～9#存在"狭管效应"引起的"峡谷风",使得春秋两季洞道中部存在明显气流.基于模型分析洞穴通风效应及其对洞穴空气环境影响,研究喀斯特洞穴通风模式及其变化特征,对洞穴沉积物形成及气候变化及碳循环模式研究有重要意义.     

中国南方7省冰冻天气时空分布规律研究

利用我国南方7省1951～2008年112站逐日气象资料,采用极差标准化数据处理技术,设计了可反映我国南方地区冰冻天气时空分布的综合指标体系。指标体系定义了冰冻日、单站冰冻天气过程、综合冰冻指数及区域持续性冰冻过程,并基于综合冰冻指数分位数,对冰冻天气过程进行了分级。给出了发生区域持续性冰冻过程年度的冰冻起止时间和地理分布范围,通过对冰冻日、雨凇雾凇日、冰冻指数及其重现期等项目分析,揭示了我国南方地区冰冻天气时空分布规律,主要有：（1）我国南方地区发生区域持续性冰冻灾害天气最严重的前5位分别为2008、1955、1984、1964、1957年度,其中2007～2008年度最严重。1951～2008年冰冻日数和冰冻指数减小明显;（2）贵州是我国南方地区冰冻天气最为严重省份,其次为安徽、湖南和湖北。冰冻天气与海拔高度相关性较好,海拔越高,冰冻越严重;（3）我国南方地区的冰冻天气,贵州和湖南南部地区以冻雨为主,其他地区以降雪为主。经评估分析,综合冰冻天气指数具有时间和空间可比性,可较好地描述大范围冰冻天气的时空分布规律     

三峡水库上空甲烷浓度时空变化及与水库甲烷通量的关系

2010年,对三峡水库水-气界面上空05m处和岸边甲烷的浓度进行全年的观测,并采用静态浮箱-气相色谱法测定水库水-气界面上的甲烷通量,研究了三峡水库上空的甲烷浓度的背景值及其与甲烷排放强度之间的关系。结果表明：三峡水库上空甲烷浓度的年平均值为2216±0224 mL/m3,岸边甲烷浓度的年平均值为2211±0206 mL/m3,两者差异不显著;除夏季时云阳上空的甲烷浓度较高外（2850 mL/m3）,其余地点上空的甲烷浓度都接近年平均值;三峡水库上空的甲烷浓度存在明显的空间差异,上游地区（云阳）上空的甲烷浓度（231±033 mL/m3）显著高于下游地区（秭归：214±013 mL/m3,巫山：220±018 mL/m3）,坝后河流（三斗坪：221±016 mL/m3）上空的甲烷浓度高于坝前秭归处,但差异不显著。这一格局与水库中甲烷通量的空间变异基本相同,即从上游到下游（云阳、巫山、秭归）江面上甲烷通量依次为0454,0260和0115 mg/（m2·h）,呈下降趋势,坝后三斗坪处的甲烷通量（0280 mg/（m2·h））显著高于坝前秭归处通量,这表明：水库的水-气界面上的甲烷排放强度是影响水库上空甲烷浓度变化的主要因素     

重庆市主城区空气污染天气特征研究

利用2003～2008年重庆市主城区大气污染监测资料,分析了轻度污染以上天气的变化特征。结果表明重庆主城区的主要污染物为PM10,PM10浓度具有独特的“双峰双谷”日变化特征;污染天气具有明显的季节特征,主要污染期为秋末到初春;污染天气具有连续性特征,污染天气持续时间尺度主要集中在2～7 d;污染天气过程具有典型的大气环流和天气特征,本地地面天气类型主要以低压或均压场为主,中高纬度高空以纬向环流或西北气流为主,天气以阴天或阴晴相间为主;污染天气过程中本地气象要素变化呈现规律性,地面24 h气压变化总趋势为负变压,24 h变温为正变温,平均相对湿度维持在72%～85%,风速的变化趋势不大,基本维持在1～2 m/s,低层逆温明显。污染天气过程结束时气压明显回升,温度显著下降,相对湿度显著增加。     

基于多源遥感数据的中国PM2.5变化趋势与影响因素分析

基于长时间序列的遥感反演PM_(2.5)数据,采用Theil-Sen median趋势分析、Mann-Kendall、R/S和相关系数分析法,分析了1998～2014年我国PM_(2.5)时空格局、空间变化特征以及污染来源。结果表明:1998～2014年期间,最高只有24.67%的国土面积上,PM_(2.5)浓度达到世界卫生组织(WHO)的年平均准则值10μg/m~3的要求;PM_(2.5)浓度小于10μg/m~3地区主要是青藏高原、台湾、北疆,内蒙古北部和黑龙江西北部,年均PM_(2.5)浓度大于95μg/m~3的地区主要是南疆和华北平原。1998～2014年期间,全国61.84%的国土面积PM_(2.5)浓度呈上升趋势,平均上升了3.91μg/m~3,上升最大值为39.1μg/m~3。其中,呈显著上升的地区主要分布在中西部地区和华北平原,且未来部分地区仍呈增长的趋势。PM_(2.5)浓度上升的驱动因素包括自然因素与人类活动排放,其中,南疆的PM_(2.5)主要来自塔克拉玛干沙漠的沙尘气溶胶,而其他地区PM_(2.5)主要来自人类活动排放。     

长江中游城市群PM2.5时空特征及影响因素研究

近年来,伴随着工业化和城市化进程的加快,长江中游城市群灰霾天气持续增多,空气污染问题日益突出。基于2015年1月至2016年2月长江中游城市群189个空气质量监测站点的PM2.5逐时监测数据,采用普通克里金插值、探索性空间数据分析法和相关系数法,从年、季、月尺度上分析了PM2.5的空间分布格局及其影响因素。结果表明：（1）在年尺度上,长江中游城市群PM2.5浓度空间分布总体呈现出明显的北部高南部低,局部地区略有突出的特征,该区PM2.5浓度年均值为55.28 μg/m3,其中湖北省PM2.5的年均值为三省市最高,为68.17 μg/m3;其次为湖南省,年均值为53.66 μg/m3;江西省PM2.5的年均值较小,为44.01 μg/m3。（2）在季节尺度上,长江中游城市群PM2.5浓度表现出冬春季高,夏秋季低的现势性,这与区域内夏季高温多雨、冬季低温少雨的气候条件密切相关。（3）长江中游城市群PM2.5月浓度变化大致呈U形分布,1月份PM2.5浓度最高, 1~6月份,PM2.5浓度呈逐步下降趋势, 6~8月份,区域PM2.5浓度处于“U”字的谷底。（4）NO2、CO是影响PM2.5浓度的两项主控大气污染物,而降水量和相对湿度则是影响PM2.5浓度的两个重要气象因素。 关键词： PM2.5浓度;时空特征;气象因素;长江中游城市群     

基于15N同位素技术的地下河硝酸盐污染来源对比——以重庆青木关地下河为例

根据2008年3~11月逐月对青木关北段地下河水质的监测,以及2010年6~11月逐月对青木关南段地下河水质的监测,利用15N同位素技术并结合水化学指标,分析地下河的水化学特征以及硝酸盐来源的时空变化特征。结果表明：在北段和南段地下河出口硝酸盐平均浓度分别为2035 mg/L和5077 mg/L,入口分别为320 mg/L和0842 mg/L,两段的硝酸盐平均浓度在出口处均比入口处高6倍多。此外,通过分析青木关整个地下河流域的SymboldA@15N空间分布情况,可以得出：南段地下河水中NO-3 δ15N值较高,且变化显著,最高值37825‰出现在9月21日丁家龙洞取样点,其硝酸盐来源可能是粪便和污水;而北段地下河水中NO-3 δ15N值都比较低,变化幅度较小,均未超过10‰,说明北段地下河水中硝酸盐的主要来源是土壤有机氮或农业氮肥     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域,也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加,会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素,能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L,湖泊TP浓度升高,导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d,增加1336%;在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d,增加3637%     

近49年中国北方典型强沙尘暴事件的分形特征与R/S分析

通过对1954-2002年我国北方的典型强沙尘暴事件的分形研究发现：该时间序列具有明显的分形特征。其饱和关联维数为3．34．说明要恰当描述其变化特征。进行动力系统建模，至少需要4个状态变量；该时间序列的Kolrnogorov熵近似为0．1142．说明该混沌动力系统的平均可预测时间尺度为8～9a。R／S分析表明。Huvst指数能够较好的表征我国北方典型强沙尘暴事件的发生规律，可以借此推断未来相应时间段中国北方强沙尘暴事件的变化趋势。     

“三北”防护林体系工程使九省区生态得到改善

根据国家林业局2005年底公布的沙化土地监测结果，“三北”地区有9个省区荒漠化土地出现好转，6个省区的沙化土地发生好转，分别比1999年减少了4万多km^2和近0．8万km^2。这个数据表明，我国1978年启动的“三北”防护林体系建设工程，历时28年，累计投资40亿元，给华北、东北、西北地区的生态带来了巨大变化。     

河北廊坊地区霾天气特征分析

利用1975–2012年廊坊地区5个站的气象观测资料,分析廊坊地区霾天气的时空变化特征以及霾天气时的气象要素特征。结果表明:单站霾出现的频率最高达41.5%,年均霾日固安站最多为72.3天,廊坊市最少为55.7天;廊坊市区霾日呈明显的增加趋势,文安、固安呈下降趋势,霸州、三河变化趋势平稳;霾天气的高发月是11月、12月,霾最少月是5月,霾天气的高发季节是秋、冬季,春季霾最少;08时霾天气发生频率最高;霾天气发生时气象要素变化特点为,能见度一般在5.0-10km,风速在0.0-3.0m/s,相对湿度在60%-90%之间。     

太湖主体湖区对梅梁湾藻类影响定量化研究

针对太湖梅梁湾独特的地理位置和富营养化严重的问题,利用太湖水量水质模型和梅梁湾藻类生长模型,在对模型进行了率定、验证的基础下,模拟了在东南风和西北风两种常见风向的条件下,太湖主体湖区对梅梁湾内营养盐浓度和藻类浓度的影响情况,并将其影响定量化。本次模拟较好地反映了太湖主体湖区在两种常见风场的条件下对梅梁湾内水质影响情况。模拟得到以下结果：在不考虑风场和流场的情况下,梅梁湾内部2001年8月藻类平均浓度为43.18 mg/m³,总氮浓度为2.48 mg/L,总磷浓度为0.248 mg/L,只考虑东南风引起流场的情况下,藻类浓度为41.92 mg/m3,总氮浓度为2.07 mg/L,总磷浓度为0.231 mg/L;考虑东南风风场和流场两个因素的情况下,藻类浓度为53.86 mg/m3,总氮浓度为2.06 mg/L,总磷浓度为0.229 mg/L;同期,只考虑西北风风场的情况下,藻类浓度为42.55 mg/m³,总氮浓度为2.19 mg/L,总磷浓度为0.232 mg/L;考虑西北风风场和流场两个因素的情况下,藻类浓度为50.71 mg/m³,总氮浓度为2.17 mg/L,总磷浓度为0.233 mg/L。结果表明,梅梁湾内部的氮、磷等营养盐浓度受到由太湖主体湖区的风场变化引起的湖流扰动的一定影响;太湖主体湖区对梅梁湾内部藻类浓度的影响主要是由藻类漂移引起的,由营养盐浓度改变而引起的藻类浓度变化非常小。