2月21日,应王格慧研究员邀请,美国亚利桑那州立大学Peter
Buseck教授访问中科院地球环境研究所。Buseck教授为地环所研究人员做了题为“Identification
and Analysis of Atmospheric Aerosol Particles & Climate
Implications”的学术报告。在报告中,Buseck教授介绍了他所领导的研究小组概况,详细讲解了透射电镜及电子衍射技术下不同物质的单颗粒形态,并演示了如何利用透射电镜确定单颗粒的3D形态。Buseck教授向大家介绍了云凝结核与相对湿度的关系及在清洁和污染大气中云凝结核参与形成降水的不同状况。另外,他还展示了研究小组利用世界先进技术HTDMA与TEM的结合,拍摄的气溶胶粒子中不同成分随相对湿度增大发生潮解现象的照片。他通过模拟研究了全球尺度下不同成分气溶胶粒子对大气辐射强度的影响,提出了该研究方向存在的问题,并鼓励年轻人努力探索新方向。

应中国科学院地球环境研究所曹军骥研究员邀请,日本熊本县立大学环境共生学部张代洲教授于2013年9月5日到地球环境所参观访问,并就气溶胶研究的相关问题与大家进行座谈。

中国化工机械网讯:到底是什么原因造成了1月份我国中东部多次严重的空气污染?对于雾霾天气如何准确有效地监测预报预警?2月21日,中国气象局组织召开雾霾天气成因分析与预报技术研讨会,邀请大气和环境相关领域的*对有关问题进行了深入分析和讨论。
大气污染到了危险极值,环境治理刻不容缓
今年1月,我国中东部地区相继出现4次大范围雾霾天气,影响30个省。其中1月6日—16日,中东部大部地区出现了入冬以来持续时间*长、影响范围*广、强度*强的雾霾天气过程。雾霾天气给大气环境、群众健康、交通安全带来了严重影响。
参加研讨会的*认为,静稳天气和污染排放是雾霾形成和持续的重要因素。由于在一段时期内大范围的气溶胶的排放变化不会很大,雾霾天气的形成和变化受到气象条件的控制。今年1月出现了近年来少有的有利于形成雾霾的气象条件,与前期*大的不同是中纬度地区环流经向度小,这使得此期间北方冷空气强度变弱,南方暖湿气流相对较强,大气静稳且相对湿度较高。
*指出,我国气溶胶浓度水平在世界范围内是较高的,仅次于南亚城市,远高于欧洲、美洲的城市。气溶胶粒子不仅对形成霾有贡献,还作为凝结核参与到了雾的形成过程中,因此,人类活动产生的人为大气气溶胶粒子对雾和霾的形成都有极大影响。
中国气象科学研究院研究员张小曳等*指出,雾霾形成后,会使到达地面的辐射减少,大气层结稳定度增加,有利于气溶胶不断积聚和凝聚,还造成更多雾滴生成,形成“恶性循环”,造成连续数天雾霾污染不断维持和加剧的现象。
中科院大气物理研究所研究员王跃思介绍,中科院“大气灰霾追因与控制”专项组研究发现,在1月份我国中东部发生的雾霾天气中,细小颗粒物中识别出了四类有机物:氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集物和烃类有机颗粒物。“含氮有机化合物是上世纪美国光化学烟雾事件污染物的主要成分之一,这是一个危险的信号。”
大气物理学家、中国科学院院士周秀骥强调,不能把1月的雾霾事件简单归结于全球气候变暖。雾霾形成,气象是一个条件,但更重要的是大气污染总体在加剧。1月份的雾霾天气过程警示我们,大气污染已经到了危险的极值,加强污染源排放的研究、加强环境治理,到了刻不容缓的地步。
部门合作加强雾霾预报预警
记者在研讨会上了解到,针对雾霾天气,中国气象局已在全国建立了常规雾—霾天气网络化监测体系,主要包括能见度、相对湿度、雾霾天气现象等观测,是气象部门基本观测预报服务重要内容之一。近些年来也开展了对雾—霾有重要影响的大气气溶胶的观测,初步形成了业务化的运行保障体系。
据张小曳介绍,中国气象局在国家973项目及行业专项等支持下研发了中国雾霾数值预报系统,通过预报六类七种气溶胶组分及其对云雾的影响,进而预报霾和雾造成的能见度损失。该系统在2008年奥运会期间首次应用,经过几年的业务试用,2012年已正式被中央气象台采用,进行日常业务预报。这一预报系统在2012年秋冬季和今年1月的持续性雾霾天气过程中,提供了有效的预报预警服务。
不过,气象学家、中国工程院院士徐祥德等多名*呼吁,面对严重的雾霾天气,相关部门的监测预报预警能力还需要加强,特别是气象和环保部门应加强科研合作、技术交流和资料共享,建立常态化的资料共享平台。
中国气象局副局长矫梅燕表示,气象部门将积极加强与环保部门的合作,加强信息资料共享、环境气象的科学合作研究及预警预报的应急联动。此外,将研究制定针对重大环境气象污染天气条件下应急服务的具体办法,建立气象部门与各地政府部门在污染天气下的应急联动机制。
什么是气溶胶?
气溶胶是悬浮在空气中的液态或固态微粒,含有各种微量金属、无机氧化物、硫酸盐、硝酸盐和含氧有机化合物等。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环。
气溶胶按其来源可分为一次气溶胶(以微粒形式直接从发生源进入大气)和二次气溶胶(在大气中由一次污染物转化而生成),它们可以来自被风扬起的灰尘、海水蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源,也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。

随后,Buseck教授的学生李卫军博士做了题为“中国大气气溶胶单颗粒研究”的报告,介绍了他通过飞机观测技术,研究太原盆地上空污染状况,利用透射电镜技术探寻气溶胶颗粒的组成。

张代洲教授做了题为“Soot Particles over the Yellow Sea: Flight Missions
in 2009, 2010 and
2012”的精彩报告。在报告中,张教授深入浅出地介绍了基于飞机观测针对日本及我国太原高空气溶胶粒子的垂直分布及其与气象等因素的关系的研究,指出气溶胶粒子在高空采集时会由于气体湍流影响采样器的采集效率,引起粒子损失,及研究气溶胶等的垂直分布时一定要按照不同高度的热力层结讨论气溶胶粒子的物理化学特征。报告中张老师将不同大气层结的气象特征与对应大气层气溶胶的电镜照片相结合,对煤烟颗粒在不同层结的老化程度等进行解析后发现太原与黄海上空的粒子的扩散和老化过程有所不同,太原地区观测到的地表附近的大气粒子主要受浮力和扩散运动控制,粒子老化较慢;而对于黄海海面附近大气粒子主要受热力学扩散所控制,粒子老化较快。除此之外,张教授还简单介绍了近几年开展的沙尘中微生物的相关研究。

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