多径流出口水稻田非点源污染试验研究及验证

为验证一种水稻田非点源污染原位观测方法的准确性和适应性,以北京市上庄镇某试验水稻田为例,应用原位观测方法分别在水稻田进水口附近(4#观测点)和出水口附近(2#观测点)安装水位计观测稻田水深,利用同步观测的降雨数据以及田内5个采样点定期采集的水质数据进行非点源污染试验研究,探究基于同一块水稻田不同位置的水深观测数据是否对该方法的应用产生影响.结果表明:①晒田期间,由于4#观测点处于相对低洼的位置,其水深数据显示4d的无水期,与实际晒田时间相符而2#观测点水深数据显示10 d无水.②基于2#、4#观测点水深数据得到总蒸散发和渗漏损失、总径流量以及灌溉量的相对偏差分别为1.3%、1.0%、1.8%;应用原位观测方法估算出该水稻田的灌溉量在2 620～2 710 m³之间.③基于2#、4#观测点水深得到的TN、NH₄^-N、NO₃^--N、TP、COD_Cr输出系数的相对偏差在0.8%～8.0%之间.研究显示:水位计安装位置对原位观测方法应用的影响不大且主要体现在晒田期...     

多尺度PM_(2.5)分布特征的空间插值与遥感反演对比

精确识别污染物浓度的空间分布是进行区域大气污染防治的重要基础。利用MODIS卫星数据,采用基于地面气象和环境空气质量监测站点观测数据为基础的反演模型,反演获取2013年12月珠三角地区典型大气污染过程1 km分辨率的PM_(2.5)浓度数据,对比分析遥感反演及基于环境空气质量监测站点观测数据的空间插值方法对区域、城市和乡镇尺度PM_(2.5)浓度空间分布特征的再现效果差异。结果表明,珠三角地区PM_(2.5)遥感反演结果与地面观测数据的相关性达到0.74,相关性水平较好,遥感反演结果可描述区域、城市和乡镇尺度上PM_(2.5)污染浓度的空间分布特征,识别不同空间位置的污染程度差异;基于站点观测数据的空间插值方法对PM_(2.5)浓度空间分布特征的再现能力有限,在区域尺度PM_(2.5)浓度空间分布特征分析时效果尚可,在站点有限的城市和乡镇尺度分析中效果不佳,容易产生对高浓度污染地区的误判;在需要利用站点观测数据分析区域尺度PM_(2.5)浓度空间分布特征时,析取克里金、反距离权重或径向基函数插值方法的效果相对较好。     

同化反演方法在污染源清单更新中的应用

污染源同化反演方法是利用观测数据对污染源进行“自上而下”约束更新,可为大气污染源清单提供一种快速校验和更新的方法,还可为“自下而上”的污染源清单补充更多时空分布信息。综述了质量平衡法、集合卡尔曼滤波法和四维变分法等同化反演方法的基本原理及在污染源清单反演优化中的应用方法;介绍了观测数据、初始污染源清单的获取和其不确定性的计算方法以及污染源与观测数据之间关系的获取方法;总结了污染源同化反演方法优化在不同尺度污染源清单反演中的应用,以及在国内外的应用情况。采用集合卡尔曼滤波法或四维变分法并利用伴随模式或去耦合直接法确定污染源与观测数据的关系,可在一定程度上避免模式中的非线性问题,但提高污染源同化反演效果仍需在观测数据质量和模式模拟性能方面进一步改进。     

本底大气CO2观测分析过程中QA/QC方法的建立与评估

建立科学规范的本底大气CO2采样观测分析过程中的质量保证与质量控制方法,是实现该数据资源同化和共享的基础.本研究以中国气象局温室气体网络化采样观测经验为基础,以便携式采样观测、波长扫描-光腔衰荡(WS-CRDS)分析技术为例,系统介绍了我国青海瓦里关全球本底站大气中CO2采样观测过程中的质量保证措施,样品分析过程中的玻璃瓶质量保证措施和样品分析过程中的系统质量控制方法、数据处理过程中的校正方法、数据分级质量标记和数据拟合插补方法等;并重点对该方法中几个关键步骤进行了评估验证;最后,应用本研究方法,对我国3个区域大气本底站CO2的采样观测数据进行了处理和浓度变化特征分析,说明本研究方法也可以较好地捕捉区域和局地环境因素影响对观测结果的影响,并客观、准确地反映该区域的自然和人为活动特征.     

基于EnKF排放清单反演方法的关键影响参数评估与优化

以中国一氧化碳(CO)排放反演为例,利用敏感性分析手段评估了集合数目、局地化半径､膨胀因子、观测站点密度和观测数据时间分辨率对排放清单反演的影响.结果表明:站点密度是影响排放反演的最重要参数.在不同站点密度下,反演的中国CO排放总量差异可达34%.同时,站点密度还会影响排放反演对其他参数的敏感性.随着站点密度的降低,排放反演对局地化半径、集合数目和膨胀因子参数变得更为敏感,但对观测数据时间分辨率的敏感性则有所下降.因此在站点稀疏地区,局地化半径是排放反演的主要影响参数,集合数目和膨胀因子次之;但在观测站点密集地区,局地化半径和观测数据时间分辨率是主要的影响参数,而膨胀因子和集合数目的影响相对较小.该研究能够为不同尺度的排放反演开展参数优化提供借鉴.在中国CO排放反演案例(站点密度为1.55个/10⁴km²)中,建议反演参数设置为:集合数目为50、局地化半径为100km、最大似然估计膨胀方案(MLE)、日均或小时观测数据.     

云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室科研工作近况及科研成果

正近年来,重点实验室承担了国家重大科技专项、国家自然科学基金以及省部级重大科技项目30余项。通过多年来的研究,重点实验室构建了高原湖泊天地一体化遥感和野外观测平台及体系,积累了高原湖泊群湖沼学特征长时间系列的调查和观测数据,构建了数据集成和管理平台;开展了湖泊流域复合生态系统管理原理和模型、     

基于不同周期PM2.5组成高时间分辨观测的PMF源解析研究

于2017年1月1日—12月31日对南京市城区大气细粒子(PM_2.5)化学组分（元素、水溶性离子和碳质组分）的小时质量浓度进行连续观测,采用正矩阵因子分析（Positive Matrix Factorization,PMF）模型分别基于全年观测数据（PMF全年）和逐月观测数据（PMF月份）进行源解析,比较不同观测周期源解析结果的差异以及对PM_2.5各组分浓度估算的准确性.结果表明：不同观测周期下,PMF源解析结果中因子类型未发生改变,但因子组成和贡献分布存在较大差异.由于PMF模型假设同一观测周期内源成分谱不发生变化,只有基于逐月观测数据的PMF源解析才能体现全年范围内因子组成和贡献分布的变化.尽管PMF全年和PMF月份的分析结果均能准确估算PM_2.5组分的月均浓度,但PMF月份结果对各组分小时浓度的估算值和观测值在时间变化上更一致.这是因为PMF模型要求对各组分浓度的平均值进行拟合,易低估（或高估）PM_2.5组分在观测周期内的极大（或极小）值.因此,基于短期（例如,月份）高分辨观测数据的PMF分析...     

合肥台两条水准线路对比观测结果分析

通过对合肥台现有的两条水准线路B-S和B-A的观测资料进行对比分析研究,总结了2008—2011年两条水准线路的数据变化特征和观测精度,探讨了降水量对每条线路观测质量的影响程度,进而得出结论:B-A线路的数据观测质量明显要比B-S线路高。目前,水准线路B-S不能取代B-A成为台站日常水准观测线路,B-A线路仍然是合肥台最优的一条跨断层水准观测线路。     

京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的建设与应用

京津冀及周边地区大气染污综合立体观测网针对的是大气重污染发生-演变-消散全过程的核心科学问题,通过制定适用于京津冀及周边地区的大气污染综合观测技术规范,建立了区域大气污染综合立体观测网,开展了近地面及大气边界层气象和大气化学过程的同步观测,构建了监测数据综合分析及共享应用平台,实现了大气环境多源数据综合管理业务化,为大气重污染成因研究提供精准数据集,提升了京津冀秋冬季重污染成因机制研究和精细化源解析的能力,推动了京津冀及周边地区空气质量的持续改善.京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网开展了传输通道的加密观测,增加了背景站和手工采样点观测,建立了包括黑碳、氨和重金属等多要素的关键站点,并充分利用了服务于科学研究的超级站和垂直梯度观测技术.京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网和数据平台的建立,实现了业务部门与科研部门数据的有效融合与综合管理业务化,具有效率高、代表性好、目的性强的特点,能够很好地应对决策部门不断提高的管理需求.观测网络和平台充分吸取了国外的先进技术和观测经验,保证了观测网长期稳定运行;通过综合环境空气质量监测预警和发布平台,为环境空气质量监测和污染成因综合研究提供技术支撑,最终为实现我国空气质量的全面改善奠定了坚实的基础.      

一种新的海洋生物地球化学自主观测平台:Bio-Argo浮标

借助于强大的全球海洋观测网络——Argo计划,生物光学浮标Bio-Argo将成为一种全新的海洋生物地球化学自主观测平台,对未来的海洋观测与海洋研究将产生巨大的影响。本文以法国的PROVBIO为例,详细介绍了Bio-Argo浮标的结构设计、观测数据、工作模式、传输与通讯、以及数据质量控制等方面的问题,为我国的Argo计划和海洋观测方法提供有益的借鉴。     

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD (Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.     

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD(Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.     

沈阳地区霾与雾的观测研究

利用2009年6月1日-2010年5月31日沈阳大气成分站能见度和大气细粒子的小时观测数据,结合沈阳自动气象站相对湿度的小时观测数据以及天气现象资料,根据<霾的观测和预报等级>和雾的定义,从沈阳1年的资料中判识出霾与雾的出现时次,对沈阳霾与雾的时间变化特征进行初步探讨.结果表明:沈阳全年霾和雾的出现时次分别占总观测时次...     

分布式地震仪观测点静态自定位技术研究

目前国内外各种地震记录仪器都没有具备获取自身可靠位置信息的能力.为了实现地震仪高精度自定位,首次在地震仪中引入GPS静态相对定位技术,使得地震仪在获取地震数据的同时获取卫星观测数据,经过后处理软件可得到毫米级的定位精度,可以准确进行自定位.     

PH玻璃电极对比观测及误差研究

经过对PH玻璃电极对比观测实验,总结其在日常观测中衰减变化规律,以及PH电极失效前所具有的特征;讨论了对现有PH观测数据进行修正的方法,并编著相关修正程序;分析日常存在的测量误差,提出提高观测精度的措施。     

华北平原地下水浅埋区土壤水分动态的时间序列分析

以沧州和衡水实验站为华北平原地下水浅埋区典型区,利用3 a土壤水负压和地下水观测数据,研究了不同年份和土壤质地土壤水分动态。土壤水分数据表明,平水年或丰水年后的枯水年土壤水分从表层到深层为增长型趋势,枯水年为增长-减小-增长趋势;在土壤非均值条件下(沧州),土壤水分具有补给和消耗的季节性变化,而土壤均质条件下(衡水),无明显季节性变化。时间序列分析结果表明,平水年或丰水年沧州实验点土壤浅层(100 cm以上)和深层(100 cm以下)具有明显差异,从上到下土壤水分更加稳定,衡水实验点无明显差异性;枯水年两实验站浅层和深层差异性更小。土壤质地在降水和土壤水以及地下水的响应关系方面具有显著作用。     

十三陵地震台观测技术系统优化改造

在北京十三陵地震台建设了一个高度集成的地震观测监控系统,将原来分散的观测项目(如测震、GPS、气氡、气汞、电磁波、地电场等测项),改造为集中到一台服务器管理,在一个监控平台上统一实现了对台站数据的收集、入库、管理、处理、监控等业务;对这些观测项目可以在控制台上直接取数并将数据入库;初步实现了观测数据的收集、数据处理、数据管理、数据监控的软件管理系统,减少了系统维护工作量,方便台站工作人员操控。监控系统的地震前兆数据监管软件系统DataMonitor可准实时监视数据,检查数据的异常和到达情况,并向台站数据管理人员告警;可对数据库数据进行统计,包括数据到达情况统计、缺数统计、数据连续率统计等。该系统还提供多种前兆数据处理方法,实现对前兆数据的各种常规分析处理。     

云南省高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室科研工乍近况及科研成果

正近年来,重点实验室承担了国家重大科技专项、国家自然科学基金以及省部级重大科技项目30余项。通过多年来的研究,重点实验室构建了高原湖泊天地一体化遥感和野外观测平台及体系,积累了高原湖泊群湖沼学特征长时间系列的调查和观测数据,构建了数据集成和管理平台;开展了湖泊流域复合生态系统管理原理和模型、主要污染物总量控制方法体系、高原浅水湖泊蓝藻水华发生机理、高原湖泊流域水环境系统优化与风险决策、人类活动影响下典型高原湖泊的生态     

基于船舶实时排放和烟羽在线监测的燃油硫含量识别方法研究

船用燃油超标识别方法的建立和技术发展是进行船舶排放控制区（Domestic Emission Control Areas,DECA）政策执行的重要保障.本研究建立了基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）数据的船舶排放实时计算模型和岸基环境观测相结合的技术方法,选取上海吴淞口航道水域开展实地外场观测实验,实现了对观测船只排放烟羽中SO₂和NO₂浓度的在线观测和对燃油硫含量（Fuel Sulfur Content,FSC）进行同步识别和反算.观测期间,通过差分吸收光谱（Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS）技术共捕捉到1505艘次船舶的烟羽.经过观测截面的船舶总吨位为30~14308 t,船舶排放烟羽浓度峰值的平均持续时间为3~10 min.受船舶烟羽影响期间,SO₂和NO₂的浓度增量分别在0.03~35.51 ppb和0.02~39.26 ppb之间,实时排放模型估算出SO₂和NO₂的排放强度分别为1.32~28.06 g·min^-1和2.89~123.80 g·min^-1.结合在线观测和实时排放模型基于硫氮比对船用燃油硫含量进行反算识别,并与实测燃油硫含量数据样本进行对比验证,结果表明,实际燃油硫含量在0.05%以上时,反算硫含量数值误差在10%以内.本研究可为船舶燃油超标识别提供新的技术思路,并为船舶排放控制区政策落实提供科学基础.     

环球

<正>世界气象组织欲实施"极地预测年"计划世界气象组织近日召开新闻发布会表示,该组织已达成一项国际行动计划——"极地预测年"计划,旨在提高极地天气、气候和海冰状况预报观测能力,减少相关风险,并尽可能适应极地环境的快速变化,内容包括确定观测和研究重点对象,明确利益相关方的需求和期望,承诺资金、设备、专家等保障措施,探讨数据管理