在周期性热源强迫下,非线性大气强迫波振幅的非周期和准周期振荡——无耗散系统

本文从一个斜压稳定的非线性系统出发,在一个随时间周期变化的外源作用下,通过近共振强迫不稳定,讨论波幅振荡的动力学。第一部分,首先分析热强迫系统中的线性共振条件和弱非线性共振问题,然后解出无耗散动力系统中的大、小振幅两类周期解。当外源在两类不同的周期解的存在域内变化时,系统出现不规则的非周期振荡,即所谓“混沌”现象。     

大气中非线性波动的非频散解——Ⅰ.拟能影响函数及其应用

本文讨论大气中非线性波动的非频散解。在引入相角函数后,把大气中非线性偏微分方程组化为非线性常微分方程组。在系统的平衡点及奇异点附近讨论轨线性质,得到了非线性波动的一系列解析表达式。本文第一部分主要讨论二个问题1.拟能及拟能影响函数与非线性波解的关系,通过对拟能影响函数的讨论,可以判定周期解、孤波解、间断周期解与间断孤波解的存在条件,并且指出外界扰动若使拟能影响函数发生微小变化,则会导致孤立波的产生。2.间断周期解存在性讨论及函数逼近方法的使用。在求近似解过程中往往采用Taylor展开方法,但带来许多麻烦,本文对拟能影响曲线采用函数逼近的方法收到了良好的效果。     

对流层大气过氧自由基实地测量的技术进展及其在化学机理研究中的应用

大气过氧自由基化学是对流层大气化学的重要组成部分,对于理解大气氧化性、光化学臭氧和二次有机气溶胶生成等核心科学问题具有重要意义。基于实地测量,准确掌握大气过氧自由基的浓度水平、进行相关化学行为分析以及实测结果模拟分析一直是大气过氧自由基化学研究的重点和难点。本文总结了大气过氧自由基实地测量的技术方法,回顾了涉及大气过氧自由基的大型实地观测实验,分析了已有观测实验中大气过氧自由基的浓度水平和差异,归纳了实地测量数据在化学机理研究中的应用,讨论了模拟分析实地测量结果中的主要科学发现。最后,提出该领域中尚存在的问题及可能的重点研究方向。     

硝酰氯的大气化学

硝酰氯(nitryl chloride,ClNO₂)是大气中一种重要的气态污染物,对大气氧化性、一次污染物的降解和二次污染物的生成具有重要影响,并在全球氮循环和氯循环中扮演着不可忽视的角色。本文归纳了ClNO₂的基本物理化学性质及其在大气中的生成和去除机制,并介绍了实验室研究和外场观测中ClNO₂的主要测量方法。在此基础上,本文总结了过去十几年报道的ClNO₂在实际大气中的时空分布特征,通过分析实验室模拟和外场观测的研究结果系统讨论了ClNO₂非均相生成的机制、产率及其影响因素,探讨了ClNO₂对氯自由基、大气氧化性以及臭氧和硝酸盐形成的影响。我们指出,ClNO₂既耦合了气相化学和非均相化学,又耦合了夜间大气化学和日间光化学,在我国大气复合污染中可能起着非常重要的作用。最后,本文提出了ClNO₂大气化学研究中尚待解决的关键科学问题,并简要讨论了该领域的未来发展方向。     

毛细管色谱-质谱法测定环境大气中挥发性有机污染物

毛细管色谱-质谱法测定了环境大气中挥发性污染物。用液氧冷冻法和常温吸附法(TenaxGC)分别采集大气样品,然后用两种系统进行浓缩,并进入毛细管色谱-质谱体系,完成了有机污染物的定性定量分析。解决了一些色谱-质谱联用中的问题。并且还讨论了无分流进样问题,比较了两种采样方法。用此方法测定了某炼油厂环境大气中的污染物。     

热脱附-吹扫捕集-气相色谱质谱联用在大气挥发性有机物分析中的应用探索

采用热脱附结合吹扫捕集(P&T)技术对大气中挥发性有机物(VOCs)进行富集,并用气相色谱质谱(GC/MS)进行分析检测,建立了一种大气中多组分VOCs分析方法。将热脱附-吹扫捕集-气相色谱质谱联用技术应用于大气挥发性有机物分析中,使样品经过吸附管及捕集阱双重富集后再进入GC/MS检测,VOCs分析结果部分目标物检出限可达到0.1 ng/L,实际平行样品检测结果相对偏差小于30%,且可同时对54种VOCs进行定性定量分析。     

光学遥感大气气溶胶和水汽的研究

本文用研制的辐射计(0.5—1.06微米七个波段),在北京地区进行了一年的观测,从中分析了大气气溶胶的特性、气溶胶粒子浓度和谱分布的变化规律及其和气象条件的关系。根据遥感大气水汽含量,和探空资料进行比较,取得了一致的结果。文中还讨论了气溶胶和水汽对大气光学厚度的影响以及在水汽吸收带中,大气光学厚度和大气水汽含量的关系。     

大气痕量气体NO_2的研究

为了测量大气中NO_2的含量,我们研制了自动太阳光谱光度仪。在地面遥感测量太阳直射光谱的4470—4490波段,从辐射传输方程及极大相似法,导出了大气中NO_2的含量。而大气中NO_2的浓度,在北京郊区测量了数月。本文对测量结果进行了讨论。     

在周期性热源强迫下,非线性大气强迫波振幅的非周期和准周期振荡——有耗散系统

本文是继文献[1],考虑了有耗散的动力系统,解析地分析了系统中的平衡态及其稳定性。指出了远超共振和次超共振平衡态的稳定性和微超共振平衡态的不稳定性。在考虑了周期性外源的作用,数值积分后发现,它可以在耗散系统中导致二类稳定平衡态的转换,形成与外源同周期的、但不对称的周期振荡。     

热力强迫下斜压大气的多平衡态与副热带高压

本文用Lorenz的湿模式,在低谱简化下得到了描述大气运动的非线性耗散系统,讨论了在热力强迫与大气环流的非线性相互作用下,湿、斜压大气在参数空间的多平衡态与副热带高压冬、夏流型的转换及其东西振荡,并与相应的干模式进行比较。结果表明:副热带高压冬、夏流型的转换是一种不连续跳跃现象,是经过流场上的快速调整重建新的流型的过程。在干模式中反映不出副热带高压中心的东西摆动,而在湿模式中,由于引入了水汽的热力效应,体现了流场与加热场的非线性相互作用,促成了副热带高压中心的东西摆动。     

转基因鱼模型的建立

本研究运用显微注射方法,把带有小鼠重金属螯合蛋白(MT-1)基因启动顺序与人生长激素基因顺序的重组DNA片段,注入鲤鱼、鲫鱼和泥鳅等的受精卵内,在由此发育的受体中,50％以上整合了外源基因,成为转基因鱼。其中约有一半左右的转基因个体具有表达外源基因、合成人生长激素的能力,并显示出不同程度的快速生长效应。转基因鱼已通过有性生殖将外源基因传递给子代,后者亦具有表达人生长激素的能力。至此,本研究首次建立了一个高效、简洁而且完整的转基因鱼模型,它为鱼类基因工程定向育种新技术奠定了实验基础。同时,本文还就鱼类基因转移和育种的一系列理论问题进行了深入讨论。     

冬季低纬度热源异常对北半球大气环流影响的物理机制

本文应用球坐标系的波折射指数平方来讨论北半球的冬季低纬度强迫所产生的准定常行星波在实际基本气流中的传播规律,指出了冬季北半球低纬度热源异常将会引起北半球中高纬度大气环流的异常。本文还应用一个包括Rayleigh摩擦、Newton冷却及水平涡旋热力扩散准地转球坐标模式,来研究北半球冬季理想热源强迫所产生的扰动系统在北半球的传播情况。计算结果表明:在冬季由于热带太平洋上空热源异常,可以产生PNA型大气环流的异常。     

大气细颗粒物引发的神经毒性和分子机理

大气细颗粒物(Atmospheric fine particulate matters,PMs)对人体健康产生的潜在危害已得到广泛关注。越来越多的研究表明,PMs暴露可产生呼吸、心血管系统等损伤影响,然而PMs是否可以进入大脑并产生神经毒性,一直是近年来大气雾霾健康效应的重要研究方向。本文通过梳理现有流行病学研究证据以及体内外实验相关结果,讨论了PMs调控脑神经毒理学效应的潜在途径、不同生理阶段脑神经组织的损伤效应及其内在分子机理。据报道,大气PMs可通过血脑屏障途径和嗅觉神经途径和微生物群肠脑轴等影响神经系统。氧化应激、线粒体损伤、炎症、DNA损伤、表观遗传调节、血液稳态以及几个关键的信号通路被发现与大气PMs暴露引起的神经毒性有关。本文提出了进一步研究PMs神经毒理学效应,特别是针对特殊人群如儿童等神经发育的影响等方面研究的需求。在此基础上,本文指出了今后该领域的研究方向,为大气PMs的神经毒性和公共卫生危害的评价提供了理论依据。     

求解大气-海洋系统辐射传递方程的迭代法

本文在近似地将大气和海洋分别看作为均匀分布且视其分界面为平面的情况下,给出了一个求解该系统辐射传递方程的新方法——逐级迭代法,从而求得了大气-海洋系统内方位积分辐射度的分布表示式。     

中型石英光电直读光谱仪谱线气压位移的理论计算及其补偿方法

本文就大气压强的改变,引起中型石英光电直读光谱仪的谱线在焦面上的移动,做了理论计算和补偿方法的讨论。以便克服大气压强对谱线位置的影响,提高谱线强度的光电测光精度。     

副热带高压北跳与月尖(CUSP)突变

观测事实表明,大气在一个广泛的时空尺度中出现各类突变现象。本文以René Thom首创的突变论为工具,通过月尖突变模型讨论了副热带高压北跳这一大气突变现象,指出控制参数的渐变如何导致现象的突变,进而解释了大气环流的“(六月)突变”现象。文中还指出,由于行星尺度副热带高压的移行发展,有时与等压面位势高度场的变化直接相联,因而副热带高压未必是作为一个系统“实体”而移行发展的。     

大气颗粒物中水溶性离子的在线捕集与提取装置

大气颗粒物对空气质量、人体健康和气候变化有重要影响.水溶性离子是其重要组成部分,监测其浓度变化对于大气污染治理至关重要.但在一些采样环境艰苦的背景区域,需要稳定环境、充足电力和水源保障的在线离子分析仪很难满足监测需求.为了在小体积、低能耗条件下实现大气颗粒物中水溶性离子的高时频在线捕集和前处理,自主研发了一种基于膜累积采样法的系统和装置.该装置实现了样品采集和前处理的自动化、连续化,操作简单,制备高效,并对环境条件要求低.通过该装置,可以获得水溶性离子组分浓度的高时频变化规律,对于认识污染进程中排放源贡献和形成机制具有重要作用.     

大气中活性气态汞的分析方法和赋存转化

活性气态汞(Reactive gaseous mercury, RGM),在大气环境中通常被认为是气态的氧化汞,主导大气汞沉降过程,对汞的全球循环至关重要。本文详细介绍了RGM的多种采样和分析方法,讨论并比较了当前技术的优势和局限性;对RGM在大气中的生成、赋存、清除等环境过程以及相关的机制进行了梳理,并探究各过程在大气汞循环过程中的贡献。针对当前RGM分析的难点(如赋存浓度低、采集困难)与关键科学问题(如赋存形态与转化),需着力发展实际环境中RGM采集和形态分析的可行方法,进而深入探究其环境行为。大气中RGM的分析方法和环境行为研究是极具挑战性的任务,将是未来大气汞研究的重要内容之一,对于深入理解RGM在大气汞循环过程中的作用具有重要的意义。     

大尺度海洋运动的地转适应过程

本文基于尺度分析方法,对正压海洋与斜压海洋大尺度运动地转适应的若干问题进行了较为系统的讨论。对正压海洋,给出了线性地转适应理论的限制范围,阐明了远离侧向边界的大洋内部流动向外部定常风场的适应机理。对于斜压海洋,着重讨论了海洋垂直方向的有界性和密度层化作用对地转适应过程的影响,论证了两层海洋模型以及有限深度海洋中地转平衡态解的性质,指出了海洋与大气在地转适应过程方面的异同以及在特定条件下非线性一阶模型动力学的守恒性。     

功能多肽在肿瘤治疗中的应用及研究进展

多肽具有生物相容性好,功能多样化,生物体内响应性高及合成修饰方法简单易行等优点,已被广泛用于构建靶向药物传递系统。以具有靶向功能和刺激响应性的多肽为基础构建的药物传递系统,能够将药物定向地运送到肿瘤区域。药物传递系统到达肿瘤组织后,在肿瘤组织特殊微环境或外源刺激下,实现药物的精准释放。这种具有特异性肿瘤靶向和刺激响应型的多肽载体可以最大程度地提高药物的抗肿瘤效果,降低药物的毒副作用。本文简要介绍了常用的靶向多肽和刺激响应型多肽,并讨论了基于功能型多肽的药物载体在肿瘤治疗方面的应用。