深海溢油输移扩散模型研究

在对深海中泄漏的油气混合物在海洋环境中的输运过程及行为变化的分析基础上,建立三维深海溢油输移扩散模型。该模型采用拉格朗日积分法模拟溢油在近区的水下浮射扩散过程,应用粒子追踪法模拟油滴在水下远区的对流扩散以及油膜在海面的漂移扩散过程,并考虑了油气分离输移、气体溶解、天然气水合物形成与分解等复杂行为对溢油运动轨迹的影响。应用该模型数值模拟了两个大型深海溢油现场试验,结果显示溢油在水下环境中的时空分布模拟结果与现场监测数据符合较好,表明该模型具有较高的准确性和实用性,能够为深海溢油的防治管理提供理论与技术支持。     

北京及周边地区夏季大气颗粒物区域污染特征

本地排放和区域传输共同影响着北京及周边地区的空气质量.2007年8月在北京清华大学、密云水库、河北任丘和内蒙古商都采集颗粒物样品并获得了PM_2.5质量浓度和TSP中22种无机元素的时空分布特征. 4个观测点PM_2.5质量浓度高低顺序为任丘>清华>密云>商都.二次污染元素S和一次污染元素Zn、Pb、Cu、As、Sb、Ni、Cd、In、Se在任丘的PM中含量最高,表明该观测点受人为源影响最为显著,其较弱的日变化幅度表明高浓度PM主要由本地源贡献;商都地区污染元素浓度随时间变化波动最为剧烈,受气象条件导致的传输影响较大;清华和密云的S、Pb、Cd、In、As、Zn的相关系数均大于0.70,其来源具有一定相似性;在锯齿型污染过程的开始和结束,密云各元素浓度值达到和区域背景点商都观测期间最低值相近的水平,表明密云可以表征西北洁净空气的区域特征; PM峰值阶段,整个地区高浓度硫酸盐的均匀分布（约10 μg/m³）证实了锯齿型区域污染的二次性本质.结合元素富集因子的不同分布特征讨论了各地区PM的可能来源及相互影响     

Characteristic of organic aerosol in a remote area of Okinawa Island

A continuous investigation of aerosol pollutants in Cape Hedo, Japan was conducted from October 2005 to August 2006 by Aerodyne aerosol mass spectrometer (AMS). This article focused on the analysis of long-range transport of organic aerosol from continental origin to the remote island. Based on the transport distance and air mass origin, four main air mass origins were considered, including North China, South China, Japan and Korea. Although the mass concentration and air mass origin were quite different during study period, the mass spectrum and size distribution of organic matter and oxidized organics were similar, which showed uni-modal distribution with modal diameter of around 500 nm. The loss rate of organics was (5.15 ± 0.55) × 10-⁶ s-¹ obtained by plotting the concentration against the transport time. Conversion rate of SO₂ to sulfate and oxidation rate of organics were (1.07 ± 0.15) × 10-⁵ and (1.09 ± 0.52) × 10-⁶s-¹, respectively.     

石油烃在胶州湾多介质中迁移-转化模型研究

在分析石油烃主要迁移-转化过程的基础上,根据化学污染物在多介质环境中迁移-转化模型的基本原理,建立了石油烃在胶州湾多介质海洋环境中迁移-转化箱式模型,主要包括大气挥发、浮游植物富集、微生物降解、悬浮颗粒物吸附和水动力交换5个迁移-转化过程.通过模型模拟与验证表明,该模型逻辑结构及动力学方程基本合理,而且所确定的模型参数也基本能够反应胶州湾海域的地域化特征.结合模型灵敏度分析表明,石油烃在胶州湾多介质海洋环境中主要决定于大气挥发、微生物降解和水动力交换等迁移-转化过程.     

东北吉林地区云水化学航测研究

利用飞机航测于2007年夏季在东北吉林地区采集了24个云水样品,对云水的pH值与主要无机水溶性离子成分进行分析.结果表明,该地区云水呈酸性,平均pH值为4.93;主要离子成分依次为SO42- 109.7 meq/L, NH4+ 74.8 meq/L, Ca2+ 71.9 meq/L,和NO3- 51.4 meq/L; SO42-/NO3-的当量比为2.1,与龙凤山降水样品比值相当.云水离子浓度主要受天气形势及气团输送特征影响.集合后推气流轨迹分析表明离子浓度最高的云水样品主要受到华北地区污染输送的影响.对比同步采集的高空云水与地面降水样品,发现云下冲刷过程可对降水酸度起到一定的中和作用.     

兰州地区典型有机污染物长距离迁移及其总持久性模拟

运用TaPL3模型研究了兰州半干旱地区典型有机污染物通过大气和水体的长距离迁移(LRT)及其总持久性(P_ov),讨论了LRT和Pov之间的关系. 以2,3,7,8-TCDD为例,分别利用灵敏度和蒙特卡罗方法对模型的关键参数和输出结果的不确定性进行了研究. 结果显示:2,3,7,8-TCDD,γ-HCH,BaP和HCB在兰州地区通过大气的特征迁移距离(CTD)分别为126,934,117和13 307 km,P_ov分别为1 421,1 082,1 413和3 949 d;通过水体的CTD分别为6 633,119 000,16 249和16 658 km,P_ov分别为1 584,1 551,2 711和4 428 d,且污染物的LRT和P_ov没有直接的联系. 同国外的研究相比,兰州地区的2,3,7,8-TCDD通过大气的CTD明显偏低,通过水体的CTD明显偏高,而P_ov都明显偏高.      

石油烃在土柱中的纵向迁移行为模拟

通过室内土柱模拟试验研究了石油烃在土壤剖面中的纵向迁移特点及影响因素. 结果表明,淋滤后多环芳烃(PAHs)主要富集在土柱表层,w(PAHs)随深度增加而明显降低,但不同土柱w(PAHs)降幅不同. 饱和烃类化合物组成特征表明,土柱不同深度下饱和烃化合物的组成特征与原土样有明显不同,表明这些化合物在土壤剖面上发生了迁移,但不同化合物(正构烷烃、甾萜类和烷基环己烷)纵向迁移的深度不同,说明饱和烃中不同组分化合物的迁移能力不同. 石油烃组成及质量分数随深度变化特征表明,影响石油烃在土壤中纵向迁移的因素主要有土壤总有机碳(TOC)的质量分数和原油黏度.      

北京2019年冬季一次典型霾污染特征与成因分析

为研究北京冬季霾污染过程的污染特征和成因,以北京2019年12月一次典型PM_2.5污染过程为分析对象,利用气溶胶垂直探测资料、边界层气象场和近地湍流资料,对霾不同污染阶段的特征与边界层理化特性的演变进行综合分析.结果表明：①观测期间北京共经历两次污染生消,历时5 d,PM_2.5小时浓度最高220 μg·m^-3,超过重度污染标准的时次占比53%.②高空稳定形势和地面均压场配置下,来自北京西南城市群地表的气溶胶和水汽传输（占比48%）,在近地层偏南弱风（风速1~2 m·s^-1）,贴地强逆温［0.8 K·（100 m）^-1］和高湿（相对湿度80%以上）等不利扩散的气象条件下不断吸湿增长,加之本地污染排放,成为霾日维持的主要原因.且随污染加重,气溶胶球形特征逐步显著（退偏比从0.05降至0.02）.③各湍流统计量（湍流强度、摩擦速度和湍流动能）在重污染发生与结束前提前出现规律性异常突降（小时波动率77%）与激增（超过一个量级的峰值）现象,表明湍流统计量可作为重污染过程发生和结束的预报指标,其中湍流强度响应提前的时长与其峰值后的持续湍流强弱有关.污染累积阶段摩擦速度（0.04~0.21 m·s^-1）、湍流强度（均值0.678）和湍流动能（均值0.643 m²·s^-2）等均维持在较低水平,底层大气混合扩散能力较差,对污染持续累积起重要作用.另外晴天和霾天感热通量均由地面向大气输送,且呈明显的日单峰变化特征,霾天感热通量（20W·m^-2）较晴天小（60W·m^-2）;潜热通量则全程在0值附近.     

Sand and dust storms: underrated natural hazards

Sand and dust storms (SDS) are wind erosion events typically associated with dryland regions, although they can occur in most environments and their impacts are frequently experienced outside drylands because desert dust haze often is transported great distances. SDS represent hazards to society in numerous ways, yet they do not feature prominently in the disasters literature. This paper considers SDS in a hazard context by examining their ramifications in economic, physical, and social terms, with a focus on agriculture, health, transport, utilities, households, and the commercial and manufacturing sector. There are few assessments of the economic consequences of SDS and those studies that have been conducted lack consistency in data collection methods and analysis. SDS do not result in the significant damage to infrastructure usually associated with many disasters, but the cumulative effects on society can be significant because SDS occur more commonly than most other types of natural hazard.     

2013年12月初长江三角洲及周边地区重霾污染的数值模拟

运用WRF-CMAQ模型模拟了2013年12月1~9日长江三角洲及周边地区的一次重霾污染过程.初步探究灰霾天气下大气细颗粒物(PM2.5)的时空分布特征和区域输送过程,并定量研究了外部源区域输送和本地源对长江三角洲地区PM2.5的贡献.结果表明:模式能够合理再现灰霾天气下长江三角洲及周边地区PM2.5的时空分布特征和演变规律.静稳天气下大气细颗粒物仍然存在着显著的区域输送.污染期间来自安徽、山东南部、苏北地区的跨界输送对长江三角洲区域PM2.5的贡献率分别为3.5%~24.9%、0.14%~30.0%、0.03%~17.5%.整个污染期间本地贡献占49%左右,本地贡献和外地贡献基本相当.