BP网络框架下MODIS气溶胶光学厚度产品估算中国东部PM2.5

近年来随着中国经济的快速发展,中国区域的大气污染情况日趋严重,大气污染监测与治理已刻不容缓.由于卫星遥感具有较广的空间覆盖、成本低等优点,卫星遥感反演气溶胶光学厚度(AOD)产品被普遍认为是地面PM2.5浓度的重要指标,且已被广泛地应用于地面PM2.5遥感监测.利用2007～2008年的MODIS/Terra气溶胶光学厚度产品,考虑中国东部地区5个大气成分站点风速、风向、温度、湿度和边界层高度等气象数据,构建后向(BP)神经网络,提出了基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型.利用5个大气成分站点PM2.5观测数据对模型进行散点拟合和时间序列拟合验证,结果表明:①从PM2.5观测值与估算值的散点回归分析来看,PM2.5估算值与观测值相关系数最好的为庐山站(R=0.6),其它4个站次之,但其相关系数均在0.4(中强相关)以上;②从PM2.5观测值与估算值的时间序列比对分析来看,PM2.5估算值和观测值差值随时间变化而变化,且存在明显的日际振荡现象,但经相邻5 d滑动平均处理,5个站点的PM2.5估算值与观测值相关系数得到普遍提升,滑动后的相关系数RMA均在0.7以上(除郑州外),庐山RMA达到0.83.结果表明在BP网络框架下,基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型能较好地应用于PM2.5监测.     

长江口CDOM的光谱吸收特征以及DOC物源示踪意义

通过测定2009年冬季长江口芦潮港至嵊泗海域表层水中有色可溶性有机物(CDOM)的光谱吸收和溶解有机碳(DOC)的浓度,分析CDOM的吸收系数α(355)和光谱斜率s值的空间分布特征,并探讨其来源及其与DOC的关系。结果表明:CDOM光学属性随盐度逐渐降低,18.96～28.00的盐度范围内,α(355)为0.268 9～1.183 1 m-1,均值为0.824 9 m-1,低于丰水期,与国内外研究相比偏低,表明长江口CDOM受控于陆源径流输入,CDOM浓度可能和长江流域植被覆盖率和以及径流量有关。光谱斜率s值的范围为0.011 3～0.017 4 nm-1,均值为0.015 3 nm-1,略低于丰水期。DOC浓度与盐度的负相关关系(R2=0.882)表明该研究区域的溶解有机质(DOM)输入主要来自陆源,CDOM与DOC的相关关系为CDOMα(355)=0.371DOC+1.012(R2=0.48),表明研究区域内CDOM对DOC具有一定的物源指示意义。     

基于电化学噪声技术的碳钢大气腐蚀行为监测方法

目的基于电化学噪声技术搭建了Q235碳钢腐蚀行为监测系统,对海洋大气环境下Q235碳钢的腐蚀过程进行监测。方法采用时域谱图、频域谱图方法对采集的电化学噪声数据进行分析。结果 0.5~2.0 h(晴天),电流噪声幅值较小,时域谱图出现少数暂态峰,频域谱图无白噪声区,电极处于钝化期;46~47.5 h(降雨),电流噪声波动变大,谱图出现大量暂态峰,PSD的斜率快速下降,电极表面出现蚀点,电极处于稳态点蚀期。结论该监测系统很好地实现了对海洋大气下Q235碳钢腐蚀行为的连续监测。     

浙江省梅汛期降水与洪涝灾害的长期变化

梅汛期降水是引发浙江省洪涝灾害的重要原因之一.首先,应用相关分析,对浙江省境内57个气象观测站29年来(1971-1999)梅汛期降水的空间分布特征进行了分析,论述了省内不同地区梅汛期降水的长期变化规律.分析发现,这一时期的梅汛期降水明显呈现缓慢增加的趋势,并有着6年和3-4年的显著周期,这说明梅汛期降水可能与ENSO存在着一定的联系.最后,探讨了梅汛期降水异常与洪涝灾害之间的关系.     

长江口及邻近海域有色溶解有机物(CDOM)的光学特性

CDOM吸收特性是河口海岸水色遥感的重要研究内容.利用2008年8月和2009年5月两航次的测量数据,对长江口及其周边海域CDOM的光学特性和混合行为进行研究.2008年航次中CDOM吸收系数ag(440)范围是:0.20～0.73m-1,2009年其范围是:0.20～0.77m-1.幂函数模型模拟CDOM吸收光谱的精度比指数模型的更高,更适于拟合CDOM吸收光谱.幂函数模型计算结果显示,黄色物质光谱斜率变动范围在2008年航次中介于5.10～7.90之间,在2009年航次介于2.95～6.11之间.2个航次的CDOM吸收系数最大值都出现在最大浑浊带内.CDOM吸收系数和光谱斜率值在河口内外差异明显,最主要的原因是受到最大浑浊带的影响.在河口区域,河口水层垂向混合过程显著时CDOM趋于空间均匀分布,但是在其他时刻基本遵循保守混合过程,受河口区域水体交换频繁的影响,光谱斜率值Sg2与ag(440)之间不存在显著相关关系.在口外海域,CDOM浓度除了受到陆源输入影响以外还受现场生产的影响,Sg2与ag(440)之间存在显著负相关关系.由此可见在长江口复杂物理化学和水文环境影响下,黄色物质的光学特性和混合行为在河口内外有非常巨大的差异.     

Effect of spectral resolution on the measurement of monoaromatic hydrocarbons by DOAS

The excellent response characteristics and detection sensitivity with much lower operational cost and the capability to discriminate between the isomer of some monoaromatic hydrocarbons (MAHCs) make di erential optical absorption spectroscopy (DOAS) a powerful tool to trace concentration variation of MAHCs. But due to the similarity in chemical structure, those MAHCs have the similar overlapped characteristic absorption structures, which make the selection of instrumental parameter critical to the accurate detection of MAHCs. Firstly, the spectral resolution used in DOAS system determines the nonlinear absorption of O2 and the mass dependence of characteristic absorption structure; thereby it determines the effect of elimination error of O2 absorption in the atmospheric spectra for the detection of MAHCs. Secondly, spectral resolution determines the di erential absorption characteristics of twelve MAHCs representing major constituents in technical solvents used in the automobile industry and the interference of spectral overlapping. Thirdly, the spectral resolution determines the sensitivity, time resolution and linear range. So the spectral resolution range with the best ratio of signal to noise is used to determine the most suitable spectral resolution range, as well as the spectral resolution range that ensure the characteristic absorption structure of MAHCs and the minimization of O2 absorption interference. Finally, 0.15–0.16 nm (FWHM: full width at half maximum) is assumed to be closest to the optimum spectral resolution and it is confirmed by the results of practical measurement of MAHCs by DOAS.     

黄山秋季大气颗粒物理化特性

为了研究华东背景地区大气单颗粒的理化特性,利用单颗粒飞行时间质谱仪(SPAMS)于2012年9月5日至10月28日在黄山对大气颗粒物进行了观测,并结合Hysplit后向轨迹模式探究了不同气团对颗粒物性质的影响.结果表明,黄山地区颗粒物可分为老化碳(Aged-EC)、富钾(K)、元素碳-有机碳混合物(ECOC)、有机碳(OC)、钠-钾混合物(NaK)、元素碳(EC)、元素碳-重金属混合物(ECHM)、重金属(HM)、矿物质(Minerals)共9类,其中Aged-EC占比最高,K其次,且含碳颗粒物老化程度较为严重.含碳颗粒物Aged-EC、 ECOC和OC集中在积聚模态(0.2～1.4μm),HM、 NaK和Minerals则集中于粗粒子模态(>1.4μm).除K、 ECHM和ECOC外,较高风速下不利于颗粒物的累积;相对湿度越高,含碳颗粒物的占比越大,而K、 OC、 Minerals和NaK的占比越小.聚类分析结果表明,采样时段内黄山地区主要受西北气团、海洋气团和局地气团影响.周边地区的工业排放、燃煤等活动是Aged-EC的首要贡献源.     

A classification framework for interspecific trade-offs in aquatic ecology

In some cases, wildlife management objectives directed at multiple species can conflict with one another, creating species trade-offs. For managers to effectively identify trade-offs and avoid their undesirable outcomes, they must understand the agents involved and their corresponding interactions. A literature review of interspecific trade-offs within freshwater and marine ecosystems was conducted to illustrate the scope of potential interspecific trade-offs that may occur. We identified common pitfalls that lead to failed recognition of interspecific trade-offs, including, single-species management and limited consideration of the spatial and temporal scale of ecosystems and their management regimes. We devised a classification framework of common interspecific trade-offs within aquatic systems. The classification can help managers determine whether the conflict is species based through direct relationships (i.e., predator–prey, competition, other antagonistic relationships) or indirect relationships involving intermediate species (i.e., conflict-generating species) or whether the conflict is driven by opposing management objectives for species that would otherwise not interact (i.e., nontarget management effects). Once the nature and scope of trade-offs are understood, existing decision-making tools, such as structured decision-making and real-options analysis, can be incorporated to improve the management of aquatic ecosystems. Article Impact Statement: A synthesis of interspecific trade-offs in aquatic ecosystems supports their identification and resolution.     

流域水污染监测与溯源技术研究进展

水污染特征识别和溯源是实施水污染精准治污的关键一步,也是流域水污染防治工作的前提。该文概述了不同分析监测技术、传统溯源方法与人工智能在水污染监测与溯源中的应用进展。光谱分析由于灵敏度高、准确度好,在实现水污染快速监测中应用最为广泛。传统溯源方法在复杂多样的水污染事故中不能准确快速地确定其污染源类型,而人工智能技术由于可以解决动态环境问题中的不确定性和复杂性,能够准确、智能地识别水质特征和追踪污染源。将人工智能与传统技术相结合是流域水污染溯源的发展趋势。展望了人工智能在水污染溯源方面的应用前景,为实现流域水污染全面监管提供了新的思路。     

京津冀地区散煤燃烧大气污染物排放清单

为研究京津冀地区民用散煤燃烧大气污染物的排放情况，结合散煤燃烧活动水平与燃用特征，根据排放因子法自下而上建立了2018年京津冀地区民用散煤燃烧污染物排放清单，研究了污染物排放的时空分布特征并使用蒙特卡罗方法对排放清单进行了不确定性分析.结果表明：2018年京津冀地区民用散煤燃烧量共计3799.22万t，PM_2.5、CO、SO₂、NO_x的排放量分别为9.27，341.31，5.17，5.44万t.污染物排放集中在11月份~次年3月份，大多数地区呈现出相同的日排放趋势.8：00、11：00、18：00、21：00左右出现污染物排放峰值，小时排放系数平均值分别为11%，6%，7%，13%.PM_2.5排放高值区主要集中在北部、东部及部分南部地区，CO主要集中在北京和天津地区，SO₂和NO_x主要集中在天津和承德地区.