大气挥发性有机物实时在线监测的双极性质子转移反应质谱仪研制

大气中挥发性有机物(VOCs)能参与光化学反应,导致臭氧和气溶胶等二次污染物的产生,实时精准地监测VOCs对于大气污染成因研究具有重要意义。在质子转移反应质谱(PTR-MS)研究基础上,本工作研制一套用于大气VOCs实时在线监测的双极性质子转移反应质谱仪(Dipolar proton transfer reaction mass spectrometer,DP-PTR-MS)。相比单一反应离子H_3O~+的常规PTR-MS,DP-PTR-MS中有正负3种反应离子(H_3O~+、OH~-、(CH_3)_2COH~+),可根据实际检测需要选择切换,提高定性能力,并有效扩展检测范围。其中,H_3O~+反应离子用于检测质子亲和势大于H_2O的VOCs;OH~-反应离子可与H_3O~+反应离子配合识别VOCs,还可用于检测CO_2等无机物;(CH_3)_2COH~+反应离子可在排除干扰的情况下准确检测NH_3。利用6种标准气体测定DP-PTR-MS检出限和灵敏度,结果表明,DP-PTR-MS对甲苯的检出限为7×10~(-12)(V/V),对氨气的灵敏度为126.0 cps/10~(-9)(V/V)。利用DP-PTR-MS对合肥市区大气VOCs开展连续78h实时在线监测验证实验,结果表明,DP-PTR-MS可对大气中10~(-12)(V/V)量级VOCs进行长期实时在线监测,可作为大气污染成因研究和痕量VOCs排放监测的重要工具。     

对合肥夏季臭氧的数值模拟：太阳辐射及其关联机制的作用

近年来许多城市的臭氧(O₃)污染问题日益突出。本文利用光谱辐射计MS-711对2018年7月份合肥市一处观测点的太阳辐射强度进行了连续观测,结合同时期的O₃监测浓度和数值模拟结果,对太阳辐射与O₃浓度的日变化关系以及O₃形成机制进行了深入分析。研究结果表明,合肥夏季O₃浓度峰值出现时间平均晚于太阳辐射强度峰值出现时间2～3 h,这种关联性与O₃的形成机制有关。从地面往上至1 km高度的大气中,O₃浓度随高度逐渐增加,夏季副高控制下对流抑制使得垂直扩散的平均效应将上层高浓度O₃空气输入近地面层,使得地面O₃浓度升高;而伴随降雨过程的暖湿抬升气流在近地面发生辐合起到了稀释作用,可能使得地面O₃浓度下降。O₃浓度的日变化是由太阳辐射直接驱动的光化学反应、干湿沉降和扩散传输等因素共同决定的。晴天O₃的积累首先来自光化学过程,雨天O     

2008年雪灾同平流层环流异常的关系

为了探讨2008年我国南方罕见的低温、雨雪和冰冻灾害与平流层环流异常的关系,利用NCEP资料对2007年10月1日到2008年2月29日的平流层大气环流的逐日变化进行了分析.结果表明,这次低温、雨雪和冰冻灾害之前,平流层北极涡旋异常加强和变形,同时在中低纬地区平流层的环流也发生明显的变化.这些变化从平流层向下传,进而影响对流层.由此可见这次我国历史罕见的低温、雨雪和冰冻灾害不但与对流层大气环流的变化有关,也与平流层环流的变化有关.更有意义的是,平流层环流的变化超前了一个多月.因此利用平流层的信息作为天气预报的参考,对提高中长期天气预报(特别是重大灾害的预报)的准确率会起到积极的作用.     

南极爆发性增温后微量气体的分布特征

利用高层大气研究卫星(UARS)上的卤素掩星试验(HALOE)提供的资料,分析了2002年异常的南极爆发性增温以后的南极附近平流层微量气体的分布.结果表明,这次爆发性增温以后,除南极臭氧洞明显减弱外,南极平流层其他微量气体的分布也发生了很大改变.在沿70°S纬圈的剖面上,2002年微量气体分布表现出明显的2波型特点,与未发生爆发性增温的2003年和2001年(代表通常年份)强的1波型分布特征相比,各种微量气体混合比在纬向分布更加均匀.通过比较还发现,在通常年份极涡所处的位置上,2002年O3和CH4的混合比有所增加,HCl和NO的混合比有所减少,而NO2和H2O在不同高度上的变化特点不同.这与爆发性增温之后极涡和动力输送的变化有关,同时由于增温导致极地平流层云中相关冰相反应的减弱也是一个重要的原因.