直接进样气相色谱-质谱法分析大气中的氪和氙

大气中氪和氙体积比浓度的测量对于氪-85和放射性氙同位素监测具有重要意义。本实验设计了一套集成定量稀释功能的可调样量进样装置,对质谱检测器的工作参数进行了实验优化,确定了灯丝电离能量70 eV、灯丝发射电流40 mA、推斥极电压27 mV、离子聚焦电压85 mV和透镜补偿电压20 V等最佳工作条件。建立了空气样品直接进样条件下氪和氙的气质联用分析方法,氪和氙的最低可检测浓度分别为3.3×10-8(V/V)和2.6×10-9(V/V)。同时应用本方法测量了实验室所处开放空间大气中氪和氙的体积比浓度,分别为1.1×10-6(V/V)和9.3×10-8(V/V),相对合成标准不确定度分别为2.38%和3.15%。     

Analytical methods for the determination of emerging organic contaminants in the atmosphere

Concerns over the occurrence and transport of emerging organic contaminants (EOCs) from local sources to remote regions have resulted in wide developments in sampling strategy and analytical methodology for the determination of trace concentrations of EOCs in the atmosphere. This article discusses developments in the determination of EOCs in ambient air which includes polyfluorinated alkyl substances (PFASs), brominated-flame retardants (BFRs), synthesis musk fragrances, and alkylphenols (APs). References were mainly summarized from the past 5 years (2002 up to present) on new developments of sampling methods, extraction, separation/fractionation and/or applications of new technologies for sampling and determination.     

Phase stability of BSCF in low oxygen partial pressures

In situ X-ray diffraction has been used to investigate the phase stability of barium strontium cobalt iron oxide (BSCF) with the formula Ba_0.5Sr_0.5Fe_1−xCo_xO_3−δ (x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1). The thermal decomposition processes in both low partial pressures of oxygen (air −10⁻⁵ atm pO₂) and in reducing conditions have been detailed. BSCF manifests excellent stability down to 10⁻⁵ atm pO₂; however, it decomposes through a complex series of oxides under reducing conditions. Increasing the cobalt content results in a decrease in the temperature range of stability of the material under 4% H₂ in N₂, with the initial decomposition taking place at 375, 425, 550, 600, 650 and 675 °C, for x=1, 0.8, 0.6, 0.4, 0.2 and 0, respectively. Further, the thermal expansion is a strong function of the oxygen activity and Co content. The x=0, 1 end member, BSC, undergoes a phase transition from rhombohedral to cubic symmetry at ∼800 °C under 10⁻⁵ atm pO₂, resulting in an ideal perovskite with a=3.9892(3) Å at room temperature.     

基于组合拟合法的冰晶粒子的光散射计算

利用组合拟合法计算了冰晶粒子的单次散射特性。给出了消光效率因子、单次散射反照度及非对称因子的拟合公式,利用拟合公式对有效粒子尺度为20μm和120μm的六种冰晶粒子的消光效率因子、单次散射反照度及非对称因子进行了计算。结果表明,粒子的消光效率因子、单次散射反照率和非对称因子随着入射波长的增加有着较大的起伏,后两者随着波长的增加而变化趋势基本一致;对于单次散射反照率来说,在可见光波段,反照率非常接近于1;在短波段,粒子的非对称因子变化较小,并且随着波长的增加,非对称因子会逐渐增大。     

基于主动差分吸收光谱系统获取大气颗粒物光学特性研究

以主动差分吸收光谱遥感技术为基础,在干净大气环境条件下,结合参考光路设计技术,开展了获取近地面气溶胶颗粒物的光谱新方法研究.针对以宽带氙弧灯为光源的主动差分吸收光谱系统固有宽波段特性,建立了解析颗粒物光学厚度模型,获取了大气颗粒物光学特性.最后通过外场实验,获得测量期间气溶胶颗粒物光学厚度,然后采用对数线性回归获取Angstrom波长指数和混浊系数,以及大气能见度数据.主动差分吸收光谱系统用测量光程范围内的大气总的吸收特性,获得监测区域的颗粒物平均水平,更具有代表性和进一步应用价值.     

傅里叶望远镜大气湍流模拟实验

傅里叶望远术是一种能对深空暗弱目标进行高分辨率成像的技术.为了验证大气湍流对傅里叶望远镜系统的影响,进行了实验室环境下大气湍流模拟实验研究.在三束光傅里叶望远镜实验系统上,通过控制射频驱动器的输出功率来模拟光强抖动,改变射频驱动器的瞬时频率来模拟相位抖动.给出了实验理论依据,推导了湍流强度与实验变量的关系.实验在弱湍流闪烁和相位抖动两种情况下,分别给单束光和三束光加随机扰动并计算其Strehl比.结果表明,只在单束光上加扰动时重建图像影响不大;在三束光上加扰动时,弱湍流光强抖动对傅里叶望远镜系统的成像效果影响具有较大的随机性,而相位抖动会严重影响系统成像质量.因此,消除光强抖动和相位抖动影响是图像重建算法改进应该考虑的一个关键因素.     

激光云高仪对那曲地区大气边界层高度的探测分析

2014年7月至8月在第三次青藏高原大气科学试验的支持下,分析了夏季那曲地区大气边界层高度日变化特征.采用激光云高仪通过后向散射信号梯度法求得大气边界层高度,将云顶高度判定为边界层高度时,那曲地区对流边界层高度最高可达3800m,在夜间稳定边界层情况下,最低只有40m.采用无线电探空仪数据,利用位温梯度法、相对湿度梯度法求得大气边界层高度.利用云高仪与探空仪同步实验40天得到的有效数据,对后向散射信号梯度法与位温梯度法得到的大气边界层高度的相关性进行分析,相关系数达0.78,标准偏差为738.84m.对8组较为异常量据的再分析发现云高仪在晴空探测大气时信噪比存在一定的不足.对比早、晚测量结果可知,那曲地区大气边界层高度日变化大,是由于该地区地处内陆海拔较高,夏季日照辐射相对平原地区较强,对流和气温强烈的日变化引起大气层结日变化较大.     

群体雾粒子散射模型及散射角谱研究

 如何提高制导精度是研制制导系统所要关心的问题,在有雾的天气情况下,群体雾粒子的散射是影响制导精度的重要因素之一。在Mie理论的基础上,从单个球形粒子的散射效率因子出发,得到了1～6μm群体粒子的散射系数。根据布格尔定律导出了群体粒子对激光束的散射光强表达式,然后在接收器视场角范围内,模拟了散射光强的分布情况。结果表明,沿着激光束的传播方向,散射光强存在比较大的起伏,并且越靠近接收器的视场中轴线,散射光强有减少的趋势。     

甲基过氧化氢的紫外光解反应机理

甲基过氧化氢(CH₃OOH)是大气中一种主要的有机过氧化物,它的生成和去除过程将影响大气自由基的浓度水平。文章利用长光路傅里叶变换红外光谱(LP-FTIR) 原位跟踪技术,实验室模拟研究了CH₃OOH在常温和常压大气条件下的紫外光解反应,发现光解产物为HCHO,HC(O)OH,CH₃OH,CO和CO₂,此外实验中还观测到OH自由基的生成。根据分析结果推测了反应机理,并讨论了其大气化学意义。     

液晶大气湍流模拟器

提出平行取向液晶器件作为大气湍流模拟器(ATS)的应用,研制出平行排列TFT型二维阵列液晶湍流模拟器(LC ATS)．基于Zernike多项式模拟大气湍流的理论,在Zygo干涉仪上,利用此湍流模拟器产生Zernike模式面形,能够很好的产生Zernike多项式的前2~8项模式面形．并且选取前231项Zernike模式,进行湍流的计算模拟与液晶湍流模拟器的实验模拟,计算模拟与实验模拟的湍流结果比较接近,说明此类型液晶湍流模拟器可以模拟大气湍流.