黄河三角洲滨海盐沼CO_2,CH_4通量特征及其影响因素

采用静态暗箱/气相色谱(GC)法,考察了2012年4月至12月黄河三角洲不同植被类型盐沼CO2和CH4通量的季节和日变化及其与主要环境因子的关系.研究发现:时间变化上,CO2通量范围为2.287~331.371mg·m-2·h-1,均值为77.107mg·m-2·h-1,该研究区域四季均表现为CO2排放源,CH4通量范围为-0.004~0.015mg·m-2·h-1,均值为0.003mg·m-2·h-1,黄河三角洲滨海盐碱地春夏季表现为CH4吸收汇,秋冬季表现为CH4弱排放源;空间变化上,不同类型盐沼CO2通量整体由小到大依次表现为,裸地,碱蓬(Suaeda glauca),芦苇(Phragmites australis),柽柳(Tamarix chinensis),除裸地外,柽柳、碱蓬和芦苇群落均表现为CH4汇.影响因素的分析结果表明:温度和植被是影响CO2和CH4通量的重要因子.因此,在估算滨海盐沼温室气体排放清单时,应特别注重温度和植被的影响.     

基于车载多轴差分吸收光谱技术对城市NO2污染分布和排放评估研究

二氧化氮（NO₂）在大气光化学中发挥着重要作用,不仅参与了对流层臭氧（O₃）的催化生成,同时也能促进生成二次气溶胶。NO₂作为交通运输和工业过程中的重要排放产物,通常也被视为一种评估人为污染源排放的指示物,因此,开展城市NO₂分布与排放研究对于城市大气污染管控与治理具有重要意义。2018年1月和2月期间,基于车载多轴差分吸收光谱技术（MAX-DOAS）对衡水市区开展了4次走航观测实验,获取了衡水市区环城路上对流层NO₂垂直柱浓度（VCD）的空间分布,其浓度范围为0.89×1015~56.33×1015 molecule·cm-2,均值在22.42×1015~30.20×1015 molecule·cm-2。观测结果表明衡水市NO₂污染源主要分布在城外东南方向的工业聚集区,以及市区环城路东部的立交桥路段;而城市西部和北部则较为干净,当风场来自该区域会对污染源区起到一定的清洁作用,可使源区NO₂浓度降低20%以上。航测期间进行了站点对比观测,综合两者的观测结果评估了衡水市东部污染区域的相对贡献,其NO₂含量比西部洁净区域高出了30.1%~61.9%、贡献值高7.89×1015~13.32×1015 molecule·cm-2。将NO₂城市分布与WRF模式模拟的气象数据相结合,可计算出目标区域的NO₂本地排放通量为0.86×1024 molecule·s-1,该结果相对较低,一方面说明衡水市区相对于其他研究区域,其NO₂污染源并非在集中在市区内部;另一方面是因为本次实验研究区域的面积仅有50 km2,远小于其他研究的城市区域范围。对于实验测得的衡水市区输出总通量,其中96.16%来源于外部传输,3.84%为本地排放造成,进一步证明了衡水市NO₂主要污染源位于城外。通过实验期间衡水市区的后向轨迹气团与OMI卫星的NO₂平均结果可看出,衡水市除城市东部和东南部的本地污染源外,也受到了北部的保定、廊坊和西北部的石家庄等地的污染传输影响。总体来看,车载多轴差分吸收光谱技术对于城市NO₂等污染气体的源区确认、污染贡献评估和排放通量计算方面有较出色的应用前景。     

城市水泥下垫面能量平衡特征的观测与分析

水泥下垫面是城市各种人为下垫面类型中占比重最大的一种,且具有典型的城市化特征,其热力性质明显有别于自然下垫面,是局地天气、气候变化的主要因素之一.利用2005.7与2006.3夏、冬两季,在南京进行的城市边界层外场试验通量观测资料,初步分析了水泥下垫面能量平衡方程中各项特性.结果表明:(1)夏、冬两季水泥下垫面净辐射通量(Rn)白天差异较大,通常有100 W/m2左右,但峰值差异却仅有10 W/m2;虽然夏季夜间地、气温度高于冬季,但夏季夜间水泥下垫面向外释放的净辐射通量小于冬季.(2)由于水泥下垫面的不透水性,潜热通量(LE)通常很小,感热通量(H)则成为水泥下垫面加热大气的最主要方式.夏、冬两季H在白天表现为量值差异;夜间表现为符号差异,即夏季夜间H通常为正值,表明下垫面仍在加热大气,而冬季夜间H为负值,表明下垫面对大气起冷却作用.该特征也是夏季夜间热岛强度明显强于冬季的主要成因.(3)储热项(△Qs)成为城市下垫面能量平衡方程中主要的源汇项,无论是冬季还是夏季,水泥下垫面△Qs在能量收支过程中所占份额明显大于(H LE);而自然下垫面通常是(H LE)大于△Qs,这正是城、乡下垫面热力性质最主要的差异.     

基于统计模型LOADEST的宝象河污染物通量估算

污染物通量的估算是掌握河流输移负荷的简便方法,可为流域总量控制提供科学依据.LOADEST模型利用连续的水量数据和离散的水质数据,建立污染物通量回归方程,进而估算河流不同时间尺度(日/月/季节/年)下的污染物通量,此外,模型还考虑删失型水质数据的情况,是估算低频率水质监测河流污染物通量的有效途径.以滇池污染严重的入湖河流—宝象河为例,利用LOADEST模型建立污染物通量回归方程,进而估算1999—2008年河流的入湖通量和水质情况.结果表明:(1)TP、COD、TSS多年平均入湖通量分别为18.9×103、1374.0×103、5608.6×103kg/年,TN为239.2×103kg/年,其中溶解态氮(NO3--N,NH4+-N)占83.8%;(2)2001年后各污染物年均浓度均超过Ⅳ类水质标准,超标最严重的为TN;(3)丰水期入湖通量占年通量的40%以上,暴雨径流冲刷成为污染物进入河流的主要方式;(4)NH4+-N、TN、TP年和不同季节入湖通量、浓度均呈现显著增加趋势,年增长率达6%以上;COD入湖通量和浓度在1999—2004年呈增加趋势,2005年后呈下降趋势;由于流域开展水土保持治理措施,TSS的入湖通量和浓度均呈下降趋势.     

高能闪光照相X射线能谱的理论研究

用Monte-Carlo方法模拟球对称客体系统的闪光照相中X光光子的输运过程。分别在单客体情况和全系统情况下,给出了记录平面上各种光子谱及其在记录平面上的空间分布。结果表明：记录区边缘的谱形与源光子谱形很相似;深穿透区各点之间的谱形差别不大,谱平均光子能量近似相同,并且位于使高Z材料的光子线吸收系数最小的能量范围内。 结果还表明,高能闪光照相的光子能谱会因客体中光子的光程不同而有较大的差别。     

基于近似Riemann解的有限体积ALE方法

研究二维平面坐标系和二维轴对称坐标系中四边形网格上可压缩流体力学的有限体积ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法.数值方法采用节点中心有限体积法,数值通量采用适用于任意状态方程的HLLC(Harten-Lax-Van Leer-Collela)通量.空间二阶精度通过用WENO(weighted essentially non-oscillatory)方法对原始变量进行重构获得,时间离散采用两步显式Runge-Kutta格式.数值例子显示,方法具有良好的激波分辨能力和高精度的数值逼近能力.     

电磁感应定律表达式相关数学工具的严密理论

依据严密的数学理论用3种方法从电磁感应定律的通量表达式导出了感生一动生表达式,并阐明了两种表述在t时刻等价的条件是在[t,t+dt)时段回路没有断开,给出了通量和环量随时间变化率的数学理论.指出积分和微分的运算顺序是可以交换的.     

九龙江口红树林与毗邻水域营养盐和有机碳的潮水交换

红树林缓解近海富营养化、维持近海生物多样性的功能已成共识,但此功能的大小却鲜有报道.在福建九龙江河口,对红树林与其毗邻水域通过潮汐的物质交换进行了定量研究.结果表明:通过潮汐的作用,九龙江口红树林具有吸收毗邻水域氮、磷营养盐的作用,溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)的吸收量分别为-0.40和-0.04kg/(hm2·d);具有向毗邻水域输出有机碳的作用,溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)的输出量分别为0.07和0.01kg/(hm2·d).因此,九龙江口红树林是近海水域无机营养盐的汇、有机碳的源.     

聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备及性能

以聚全氟乙丙烯(FEP)为成膜聚合物,MT-Ⅱ型复合粉为致孔剂,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为稀释剂,采用熔融纺丝拉伸法制备了FEP中空纤维膜,研究了其耐酸碱等性能.结果表明,FEP中空纤维膜的表面具有由拉伸孔、界面孔及溶出孔组成的多重孔结构,而其横截面为均匀分布的海绵状孔结构.FEP中空纤维膜经质量分数为25%的硫酸水溶液和25%的氢氧化钠水溶液分别处理60 d后,膜的化学结构未发生变化,而且平均孔径增大,孔径分布变窄,断裂强度保持率分别在86.8%及80.8%以上,耐酸碱性明显优于商业化聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,显示出优异的化学稳定性及良好的热稳定性.