检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2025年第3期61卷 86-99页

作者：杨甫禹张弥肖薇石婕南京信息工程大学大气环境中心、南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044

【目的】分析植被光合作用模型(VPM)中关键参数最大光能利用率(ε_(0))在不同气候区森林生态系统是否存在差异及其主要原因,并选择出具有普遍适用性的最大光能利用率参数化方案,以期深化对森林生态系统植被生产力估算过程中不确定性的认... 详细信息

【目的】分析植被光合作用模型(VPM)中关键参数最大光能利用率(ε_(0))在不同气候区森林生态系统是否存在差异及其主要原因,并选择出具有普遍适用性的最大光能利用率参数化方案,以期深化对森林生态系统植被生产力估算过程中不确定性的认知,为提高模型模拟精度与降低模型参数不确定性提供参考。【方法】利用4种参数化方案——BPLUT查表法、Michealis-Menten光响应曲线方程拟合、生长季增强型植被指数最大值(EVI_(max))指数拟合以及Mointeith方程推导法对VPM中的最大光能利用率(ε_(0))进行估算,基于4种参数化方案的估算结果对中国地区4个森林生态系统总初级生产力(GPP)进行模拟,与涡度相关观测到的总初级生产力(GPP)进行比较并结合各项模型评价指标(决定系数R^(2)、均方根误差RMSE、一致性系数d及平均相对误差MRE)对VPM模拟结果进行评估。【结果】长白山、千烟洲、鼎湖山与西双版纳站点的ε_(0)值分别为:(0.65±0.14)、(0.47±0.10)、(0.44±0.09)和(0.69±0.12)g·mol^(−1)。在季节尺度上,利用各站点最优参数化方案模拟的GPP与观测GPP相比,其均方根误差(RMSE)较最不适用的参数化方案在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳分别降低了55.1%、38.1%、48.6%和34.3%;在年际尺度上,各站点最优参数化方案模拟GPP的平均相对误差(MRE)在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳分别为−7.9%、−24.3%、−7.4%和−3.0%,小于最不适用的参数化方案模拟的结果(长白山:35.8%;千烟洲:−53.4%;鼎湖山:29.8%;西双版纳:25.4%)。【结论】不同参数化方案在同一个站点的ε_(0)值差异较大,且相同参数化方案下,不同站点间的ε_(0)值存在差异,造成这种差异的主要原因与各参数化方案本身的结构属性及不同区域水热条件差异有关。Mointeith方程推导法为长白山、千烟洲与鼎湖山地区ε_(0)最优的参数化方案;生长季增强型植被指数最大值(EVI_(max))指数拟合的参数化方案在西双版纳地区最适用。

关键词：最大光能利用率参数化方案 VPM模型总初级生产力

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南京夏季大气臭氧光化学特征与敏感性分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1382-1391页

作者：罗丽彤章炎麟林煜棋 Ahsan Mozaffar 曹梦瑶南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学教育部气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心南京210044

对流层臭氧(O_(3))主要由氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)经过一系列光化学反应生成,反应过程呈现复杂的非线性关系.为深入了解O_(3)的光化学特征及生成机制,利用2018年夏季大气O_(3)与VOCs的观测数据,结合大气零维框架模拟模型F0AM-... 详细信息

对流层臭氧(O_(3))主要由氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)经过一系列光化学反应生成,反应过程呈现复杂的非线性关系.为深入了解O_(3)的光化学特征及生成机制,利用2018年夏季大气O_(3)与VOCs的观测数据,结合大气零维框架模拟模型F0AM-MCM,研究O_(3)超标日和非O_(3)超标日的O_(3)光化学特征之间的差异性.观测结果表明,O_(3)超标日期间φ(O_(3))和φ(TVOCs)的平均值分别为47.8×10^(-9)和49.0×10^(-9),为非O_(3)超标日期间O_(3)(26×10^(-9))和TVOCs(30×10^(-9))体积分数的1.8倍和1.6倍.使用F0AM模型,借助EKMA曲线和RIR分析等识别O_(3)敏感性,发现南京市O_(3)超标日和非O_(3)超标日O_(3)的形成均主要受VOCs和NOx的协同控制.F0AM-MCM模拟结果表明,在O_(3)超标日,·OH和HO_(2)的日平均混合比分别是非O_(3)超标日的1.3倍和1.8倍,表明O_(3)超标日期间具有更强的大气氧化能力,且·OH和HO_(2)的形成和损失速率也有明显的增加,表明自由基循环的增强.此外,O_(3)超标日的O_(3)生成速率明显高于非O_(3)超标日,从而导致了O_(3)超标日的O_(3)净生成速率明显高于非O_(3)超标日.以上发现提高了对南京夏季O_(3)超标日大气O_(3)光化学特征的认识.

关键词：臭氧(O_(3)) 挥发性有机物(VOCs) 臭氧敏感性 F0AM模型生成机制

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长三角背景大气PM_(2.5)中非极性有机化合物组成特征及来源

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环境科学 2023年第2期44卷 646-657页

作者：吴长流曹芳贾小芳张煜娴谢添任磊章炎麟南京信息工程大学应用气象学院耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 中国气象局气象探测中心北京100081

为了探究长三角区域大气细颗粒物中非极性有机化合物的组成及来源特征,于2019年12月至2020年11月在临安区域大气本底站采集了129个PM_(2.5)样品,对其有机碳(OC)、元素碳(EC)和非极性有机化合物(NPOCs,包括多环芳烃、正构烷烃和藿烷类)... 详细信息

为了探究长三角区域大气细颗粒物中非极性有机化合物的组成及来源特征,于2019年12月至2020年11月在临安区域大气本底站采集了129个PM_(2.5)样品,对其有机碳(OC)、元素碳(EC)和非极性有机化合物(NPOCs,包括多环芳烃、正构烷烃和藿烷类)进行了分析,并用分子示踪物、特征比值和正定矩阵因子分析模型等方法探究了有机气溶胶的主要来源.结果表明,临安ρ(PM_(2.5))的年平均值约为(32.36±20.44)μg·m^(-3),ρ(NPOCs)年平均值约为(59.05±40.39)ng·m^(-3),呈现出冬高夏低的季节变化特征.正构烷烃主要源于化石燃料和生物质(草和木材等)燃烧等人为源,其次为高等植物角质层蜡排放;多环芳烃主要源于燃煤燃烧、机动车排放和生物质燃烧等非化石源的混合贡献;藿烷类物质主要源于机动车排放,其中冬季还受到燃煤源的影响.后向轨迹聚类分析和潜在源区分析表明临安主要受到外来气团输送的影响.结合正定矩阵因子分析模型对采样期间观测到的NPOCs进行源解析,得到了燃煤燃烧源、交通排放源和生物质燃烧等非化石源:冬季以交通源为主,贡献率为59%;春、夏季以燃煤源为主,贡献率分别为58%和57%;秋季以生物质燃烧等非化石源为主,贡献率为64%.

关键词：长三角地区背景大气非极性有机化合物 PMF模型源解析

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南京市冬夏季HONO浓度水平及生成机制

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环境科学 2024年第11期45卷 6286-6293页

作者：张奕曹芳范美益项妍琨李翰宇薛永文章炎麟南京信息工程大学生态与应用气象学院南京 210044 南京信息工程大学大气环境中心教育部气候与环境变化国际合作联合实验室南京 210044

HONO即气态亚硝酸,对空气质量和气候有很大影响.分别于2021年12月(冬季)和2022年7月(夏季)在南京市江北新区开展气态亚硝酸(HONO)观测研究.利用HONO浓度观测数据,结合采样期间大气NOx、O3浓度以及HONO生成过程的反应速率等参数,对比分... 详细信息

HONO即气态亚硝酸,对空气质量和气候有很大影响.分别于2021年12月(冬季)和2022年7月(夏季)在南京市江北新区开展气态亚硝酸(HONO)观测研究.利用HONO浓度观测数据,结合采样期间大气NOx、O3浓度以及HONO生成过程的反应速率等参数,对比分析了南京地区冬夏季HONO的浓度变化规律,定量研究了昼夜HONO的来源和生成机制,并对白天HONO的未知来源进行了探讨.结果表明:南京地区冬季ρ(HONO)平均值为(2.2±1.1)μg·m-3,是夏季浓度平均值[(0.72±0.45)μg·m-3]的3.0倍.冬夏季HONO浓度均呈现显著的昼低夜高的日变化规律.根据不同HONO生成途径的反应速率,计算得出NO2的非均相反应是南京地区夜间HONO生成的主要途径;对HONO白天的收支分析表明,HONO在白天存在着重要的未知源(Punknown),在冬季和夏季对日间HONO浓度的贡献率分别为69％和47％,相关性分析结果显示Punknown与白天NO2的光照催化反应有关.

关键词：气态亚硝酸(HONO) 生成机制反应速率非均相反应光照催化反应

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广西背景大气中生物质燃烧对碳质气溶胶组成和吸光性的影响

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环境科学 2023年第12期44卷 6518-6528页

作者：吴星麒曹芳洪一航邢佳莉南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学大气环境中心教育部气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044

碳质气溶胶是大气细颗粒物(PM_(2.5))的重要组成部分,对空气质量、人体健康和气候变化均有重要影响.针对生物质燃烧(BB)这一碳质气溶胶的重要来源,于2017年11月至2018年10月在广西壮族自治区背景地区采集了PM_(2.5)样品,分析了样品中的... 详细信息

碳质气溶胶是大气细颗粒物(PM_(2.5))的重要组成部分,对空气质量、人体健康和气候变化均有重要影响.针对生物质燃烧(BB)这一碳质气溶胶的重要来源,于2017年11月至2018年10月在广西壮族自治区背景地区采集了PM_(2.5)样品,分析了样品中的碳质组成、糖类化合物和水溶性棕色碳(BrC)的吸光系数(babs).使用气团老化指数(AAM)校正LG浓度以消除LG降解带来的影响,进而结合贝叶斯混合模型与分子示踪剂法量化了BB对有机碳(OC)的贡献率,并通过相关性分析法探讨了BrC的可能来源.结果表明,研究期间AAM指数平均值为0.40±0.28,表示LG存在光化学降解过程.农作物秸秆是广西地区最主要的生物质燃料类型,在未考虑LG降解下,全年玉米、水稻和甘蔗秸秆焚烧排放的OC分别占总OC的22%、23%和18%;考虑LG在大气中的降解后,相对贡献率分别降低至16%、21%和17%.LG的降解会导致BB对OC的贡献率评估被低估,经过AAM指数校正后,全年BB对OC的贡献率平均值为49.0%.水溶性BrC的babs全年的平均值为(8.7±10.7)Mm^(-1),其中BB、化石燃料燃烧以及初级生物气溶胶排放可能是BrC的重要来源.

关键词：生物质燃烧(BB) 左旋葡聚糖(LG) 吸光系数(b_(abs)) 碳质气溶胶贝叶斯混合模型

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南京市冬季大气水溶性有机碳的气–粒分配和光学特性

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地球化学 2025年第3期54卷 459-469页

作者：薛永文曹芳俞浩然洪一航吴继炎吴长流杨池章炎麟南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室耶鲁大学–南京信息工程大学大气环境中心江苏南京210044

水溶性有机碳(WSOC)是含碳气溶胶中重要的吸光性组分,在大气中以气相(WSOC_(g))和颗粒相(WSOC_(p))两种形态存在。WSOC_(g)作为前体物和中间产物向WSOC_(p)的转化是大气二次有机气溶胶(SOA)形成的主要途径,研究WSOC_(g)和WSOC_(p)相互... 详细信息

水溶性有机碳(WSOC)是含碳气溶胶中重要的吸光性组分,在大气中以气相(WSOC_(g))和颗粒相(WSOC_(p))两种形态存在。WSOC_(g)作为前体物和中间产物向WSOC_(p)的转化是大气二次有机气溶胶(SOA)形成的主要途径,研究WSOC_(g)和WSOC_(p)相互转化机制及其光学性质对治理大气二次污染具有重要意义。本研究于2021年冬季同步采集南京市1 h分辨率气体样本和PM_(2.5)样本各240组,并分析样本中WSOC_(g)和WSOC_(p)的质量浓度和光学特性。结果表明,冬季南京市WSOC_(g)(38.2±2.7μg/m3)显著高于WSOC_(p)(14.1±3.7μg/m3),表明大气中WSOC主要存在于气相中。采样期间WSOC颗粒相分数(F_(p))和其日变化结果显示,F_(p)值受相对湿度、温度和光化学的综合影响。进一步探究不同相对湿度条件下F_(p)的影响条件,发现高相对湿度下F_(p)与气溶胶液态水含量(ALWC)有较好相关性(R^(2)=0.68,P<0.01)。WSOC_(g)和WSOC_(p)在365 nm波段处的光吸收强度(B_(absg)和B_(absp))相当,并且当大气中PM_(2.5)质量浓度增加时,B_(absp)和单位质量吸收效率(MAEp)增加,而B_(absg)和MAEg降低,表明WSOC_(g)中的吸光性组分可能更容易作为SOA的前体物质向WSOC_(p)中分配。WSOC_(p)、WSOC_(g)与黑碳(BC)对B_(abs)的相对贡献分别为0.21±0.27、0.24±0.17和0.55±0.03,WSOC_(p)和WSOC_(g)对B_(abs)的相对贡献都在中午达到峰值,可能与光化学作用产生的吸光物质有关。

关键词：水溶性有机碳(WSOC) 气相颗粒相光学特性

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南京冬季大气中低分子量有机酸的浓度特征及气–粒分配研究

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地球化学 2025年第3期54卷 448-458页

作者：吴长流曹芳张煜娴戈畅薛永文章炎麟南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室耶鲁大学–南京信息工程大学大气环境中心江苏南京210044

大气中低分子量(LMW)有机酸的气–粒分配过程对大气颗粒物干湿沉降、污染物降解和大气光化学二次反应等大气行为具有重要影响。为探究南京市冬季大气中LMW有机酸的组成和气–粒分配特征,于2021年12月4~14日在南京北郊同步采集3 h分辨率... 详细信息

大气中低分子量(LMW)有机酸的气–粒分配过程对大气颗粒物干湿沉降、污染物降解和大气光化学二次反应等大气行为具有重要影响。为探究南京市冬季大气中LMW有机酸的组成和气–粒分配特征,于2021年12月4~14日在南京北郊同步采集3 h分辨率的大气酸性气相和颗粒相样品共70组,测定样品中的甲酸、乙酸、草酸、丁二酸和戊二酸。结果表明,在气相中,主要的LMW有机酸为乙酸和甲酸,平均质量浓度分别为5.01±2.29μg/m^(3)和2.68±1.43μg/m^(3);在颗粒相中,草酸略高于甲酸和乙酸,平均质量浓度为0.39±0.13μg/m^(3)。甲酸和乙酸的气相浓度大于颗粒相浓度,且气相和颗粒相浓度均呈现白天大于夜间的变化趋势;草酸、丁二酸的气相浓度大于颗粒相浓度,草酸的气相和颗粒相浓度在09:00~12:00出现高值后逐渐降低,但在00:00前后略有回升。甲酸和乙酸特征比值(F/A)法表明,南京冬季大气中气相有机酸主要源于人类活动的直接排放;颗粒相有机酸夜间主要来自二次转化,日间则受一次排放和二次转化的混合污染。温度和相对湿度对大气中LMW有机酸的气–粒分配具有重要影响,较低的温度和较高的相对湿度会使大气中LMW有机酸的气–粒分配平衡向颗粒相移动。相关性分析结果表明,低相对湿度条件下,大气中LMW有机酸可能以气相反应或一次排放为主;而高相对湿度条件下,水溶性无机离子可能会通过改变气溶胶含水量、酸碱度等理化性质影响LMW有机酸的气–粒分配过程,促进污染物的二次反应生成。

关键词：有机酸日变化气–粒分配来源

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南京大气颗粒物化学组分的粒径分布和来源解析

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生态环境学报 2024年第7期33卷 1079-1088页

作者：卢睿霖曹芳林煜棋吴长流章炎麟南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室/耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心江苏南京210044

大气颗粒物中化学组分的粒径分布与其来源、形成过程、环境及健康效应密切相关。而过去对不同季节颗粒物的粒径分布特征,以及不同来源对粗、细颗粒物的贡献的研究相对较少。于2022年12月(冬季)和2023年8月(夏季)在南京采集了大气分粒径... 详细信息

大气颗粒物中化学组分的粒径分布与其来源、形成过程、环境及健康效应密切相关。而过去对不同季节颗粒物的粒径分布特征,以及不同来源对粗、细颗粒物的贡献的研究相对较少。于2022年12月(冬季)和2023年8月(夏季)在南京采集了大气分粒径颗粒物样品,分析了粗颗粒物(PM_(2.1-10))和细颗粒物(PM_(2.1))中碳质组分和主要水溶性无机离子的粒径分布和季节变化,运用正定矩阵因子分解模型(Positive Matrix Factorization,PMF)进行PM_(2.1-10)和PM_(2.1)的源解析。结果表明,在粒径分布特征上,冬夏两季有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性有机碳(WSOC)的平均浓度呈双峰型分布。SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)的季节平均浓度均为双峰型分布。NH_(4)^(+)主要分布在细颗粒物中,季节平均浓度呈单峰型分布,冬夏季均在0.43-0.65μm出现峰值。在季节变化上,颗粒物中除Na^(+)和SO_(4)^(2-)外的主要化学组分浓度均在冬季高于夏季。冬夏两季Ca^(2+)、Mg^(2+)主要集中在粗颗粒物中。根据PMF模型解析结果,南京大气颗粒物主要有4类来源贡献,即交通源、二次生成、生物质燃烧和扬尘源。PM_(2.1)主要来自二次生成和生物质燃烧源,冬夏季分别贡献了65.7%和61.0%,其中冬季生物质燃烧和二次硝酸盐的贡献占主导地位,而夏季主要来自二次硫酸盐的贡献。冬季PM_(2.1-10)主要来自交通源(41.8%),夏季则主要来自生物质燃烧和硝酸盐的二次生成贡献(43.9%)。研究探讨了大气颗粒物的化学组分的粒径分布特征、季节差异及来源,可为制定有针对性的大气污染防控措施提供科学依据。

关键词：大气颗粒物碳质气溶胶水溶性离子粒径分布季节差异正定矩阵因子分解模型

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长三角城郊冬夏PM_(2.5)中铵盐的形成过程及来源解析

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环境科学 2023年第12期44卷 6486-6494页

作者：项妍琨曹芳张雯淇范美益章炎麟南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学大气环境中心教育部气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 浙江省宁波市气象台宁波315012

气溶胶铵盐(p-NH+4)作为大气气溶胶细颗粒物(PM_(2.5))中主要的二次无机气溶胶(SIAs)污染物,在灰霾形成过程中起重要作用.然而对于大气中NHx(p-NH_(4)^(+)和NH_(3))各潜在来源的贡献仍存在争议.分别于2015年冬季和夏季在苏州东山半岛采... 详细信息

气溶胶铵盐(p-NH+4)作为大气气溶胶细颗粒物(PM_(2.5))中主要的二次无机气溶胶(SIAs)污染物,在灰霾形成过程中起重要作用.然而对于大气中NHx(p-NH_(4)^(+)和NH_(3))各潜在来源的贡献仍存在争议.分别于2015年冬季和夏季在苏州东山半岛采集了3 h高频大气气溶胶PM_(2.5)样品,测定总氮(TN)和p-NH_(4)^(+)的质量浓度及其δ^(15)N同位素比值,并结合贝叶斯模型(SIAR)模拟,定量解析了PM_(2.5)中铵盐的生成过程和来源.结果表明,在冬夏两季SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)均为主要的水溶性离子,占比总和超过70%.PM_(2.5)、TN和p-NH_(4)^(+)质量浓度变化趋势一致,且冬季均是夏季的2~3倍.δ^(15)N-NH_(4)^(+)值在冬季和夏季均与浓度呈正比,然而冬季整体(-1.7‰±4.3‰)却比夏季整体(7.8‰±5.9‰)更低,这表明每个季节内δ^(15)N-NH_(4)^(+)值的变化是由于不同潜在来源的贡献率不同造成的,而冬夏两季δ^(15)N-NH_(4)^(+)值的差异则主要是由于铵-氨气粒分配时的氮同位素分馏导致的.SIAR溯源结果显示,非农业来源是东山地区p-NH_(4)^(+)主导来源,冬季贡献率为59%,夏季贡献率为69%,相较于农业来源挥发形成的NH3,化石燃料燃烧生成的NH3更易于在大气中生成气溶胶铵盐.

关键词： PM_(2.5) 气溶胶铵盐稳定同位素技术 δ^(15)N-NH_(4)^(+) 源解析

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昆明市PM_(2.5)中水溶性无机离子的化学特征及来源解析

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环境化学 2024年第6期43卷 2005-2016页

作者：朱若珲曹芳范美益南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学教育部气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心南京210044

为探究昆明市大气中水溶性无机离子的化学组分、季节差异及主要来源,本研究于2019年12月至2020年11月在云南大学进行PM_(2.5)样品采集,利用离子色谱仪分析样品中水溶性无机离子的质量浓度,并结合离子相关性分析、后向轨迹分析和主成分... 详细信息

为探究昆明市大气中水溶性无机离子的化学组分、季节差异及主要来源,本研究于2019年12月至2020年11月在云南大学进行PM_(2.5)样品采集,利用离子色谱仪分析样品中水溶性无机离子的质量浓度,并结合离子相关性分析、后向轨迹分析和主成分分析等方法,阐明了昆明市大气中PM_(2.5)及其水溶性无机离子的季节污染特征及来源.结果表明,采样期间各季节总水溶性无机离子浓度均值排序为春季((5.6±2.2)μg·m^(−3))>冬季((5.5±2.6)μg·m^(−3))>秋季((4.3±2.8)μg·m^(−3))>夏季((3.6±2.2)μg·m^(−3)),水溶性无机离子年质量浓度的均值从大到小为SO_(4)^(2−)>Ca^(2+)>NO_(3)^(−)>NH_(4)^(+)>K^(+)>Cl^(−)>Na^(+)>Mg^(2+)>F^(−),其中SO_(4)^(2−)、Ca^(2+)、NO_(3)^(−)和NH_(4)^(+)是主要的水溶性无机离子.Ca^(2+)主要源于土壤粉尘,其他三者由前体物(SO_(2)、NO_(x)和NH_(3))二次转化生成,主要受化石燃料燃烧排放影响.SOR和NOR全年均值分别为0.20和0.02,表明在相同的环境里,SO_(2)二次转化为SO_(4)^(2−)的过程更易发生,且在秋季转化速率最大(SOR=0.23).SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)和NH_(4)^(+)在秋季主要以NH_(4)NO_(3)和(NH_(4))_(2)SO_(4)的形式存在,其他三季则以NH_(4)HSO_(4)和NH_(4)NO_(3)的形式存在.昆明市大气PM_(2.5)中水溶性无机离子在冬、秋和春季一致,主要来自二次源和生物质燃烧源,其次是工业源和土壤尘,而夏季则主要来自机动车尾气、生物质燃烧源和土壤尘.除本地排放的影响外,冬季和夏季受到来自缅甸、老挝和贵州污染气团的影响,春季污染气团来自缅甸、云南本地和贵州,而秋季则受到云南东部和南部地区的气团输送影响.

关键词：水溶性无机离子 PM_(2.5) 来源解析昆明后向轨迹分析

来源：评论

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