第32卷第4期2008年7月
大 气 科 学
Chinese Journal of Atmospheric Sciences Vol 132 No 14
J ul.2008
王自发,庞成明,朱江,等.大气环境数值模拟研究新进展.大气科学,2008,32(4):987～995
Wang Zifa ,Pang Chengming ,Zhu Jiang ,et al.IAP Progress in at mospheric environment modeling research.Chinese J ournal of A t mos p heric
Sciences (in Chinese ),2008,32(4):987～995
收稿日期 2008203214,2008203217收修定稿
资助项目 中国科学院重要方向性项目KZCX22YW 2205
作者简介 王自发,男,1972年出生,研究员,研究方向:大气输送及模式发展。E 2mail :zifawang @https://www.doczj.com/doc/e32249670.html,
大气环境数值模拟研究新进展
王自发1 庞成明1,2 朱江1 安俊岭1 韩志伟1 廖宏1
1中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室,北京 1000292中国科学院研究生院,北京 100049
摘 要 近五年来,中国科学院大气物理研究所(简称大气所)在大气环境数值模拟方面取得了丰硕的成果,通过自主发展和引进,建立了完备的多尺度、多成分的大气环境数值模式,包括全球大气化学输送模式、区域和城市空气质量预报模式。大气所利用这些模式研究各种空间尺度上污染物浓度时空分布以及污染物的输送和演变,研究了多种污染过程的成因和污染变化规律,在污染物输送、低对流层臭氧高污染、区域及城市污染等方面取得了很多成果,并对区域或城市空气质量进行业务化实时预报。大气所还拓展了我国大气环境模拟研究的新领域:大气化学资料同化、污染模式集合预报、污染源反演新方法。初步建立了空气质量模式的资料同化系统(分别基于最优插值技术和集合卡曼滤波技术)和多模式集合预报体系,提高了模式预报水平;在污染源反演新方法方面进行了初步的探索。结合我国目前仍然面临着的大气环境问题,对今后大气环境数值模式的发展方向进行了展望。关键词 大气环境 数值模拟 空气质量模式
文章编号 100629895(2008)0420987209 中图分类号 X16 文献标识码 A
IAP Progress in Atmospheric Environment Modeling R esearch
WAN G Zifa 1,PAN G Chengming 1,2,ZHU Jiang 1,AN J unling 1,
HAN Zhiwei 1,and L IAO Hong 1
1S tate Key L aboratory of A t mos pheric B oundary L ayer Physics and A t mos p heric Chemist ry ,I nstit ute of A t mos p heric Physics ,
Chinese A cadem y of S ciences ,Bei j i ng 100029
2Graduate Universit y of Chi nese A cadem y of S ciences ,Bei j ing 100049
Abstract This paper provides a comprehensive ,critical review of the most important research progress in atmos 2pheric environment modeling research in the Institute of Atmospheric Physics ,Chinese Academy of Sciences (IA P/CAS )during recent five years.Multi 2scale ,mixed compositions atmospheric environment models have been inde 2pendently developed or introduced ,which include the global atmospheric chemical transport model ,the regional and urban air quality model.Distribution ,transportation and evolution of pollutants at different spatial scales are ex 2plored with these models.Understandings of natural and anthropogenic pollutants πtransport ,surface high ozone ep 2isode ,and regional or urban pollution are improved.The real 2time forecast model system for air quality is developed and used in a region or cities.It is firstly concerned in China that atmospheric chemical assimilation ,chemical trans 2port model ensemble forecast ,ensemble estimation method for inversing modeling of pollution emissions.Data as 2similation systems for nested air quality prediction model based on the optimal interpolation approach and Ensemble
Kalman Filter(En KF),respectively,and a multi2model ensemble forecast system are developed,improving the forecast skill.Some new ensemble estimation methods for inversing modeling of pollution emissions are introduced.
A prospect is given about numerical simulation of atmospheric environment.
K ey w ords atmospheric environment,numerical simulation,air quality model
1 引言
日益变暖的全球气候及频繁的极端天气和环境事件已成为人类社会生存发展的重要议题之一,正确评估人类活动对大气系统的扰动是当前科学界面临的难题和热点。国际上已开始对此议题进行广泛的研究,发现大气痕量成分不仅在全球大气变化中扮演重要角色,而且是目前研究不确定性的重要来源之一(IPCC,2007)。
评估人类活动对大气痕量成分的影响,其关键在于定量了解不同物理化学过程在大气环境中的相对重要性。大气环境数值模式可以通过综合物理、化学和数学等学科的最新进展,再现不同过程在大气中的作用,因此与现场观测、实验室模拟成为当前大气环境研究的主要手段。同时大气环境数值模式还具有全球及区域尺度大气痕量成分的源汇评估、历史过程再现和未来场景预测等其他手段不具备的优点,受到了大气环境研究领域的格外重视,也得到了广泛的发展。
为了提高科学研究水平和满足国家需求,中国科学院大气物理研究所(简称大气所)与国内外紧密协作,针对全球大气环境,特别是我国自主开发及引进了一系列不同尺度的化学输送模式(包括全球大气化学输送模式、多尺度区域及城市空气质量预报模式、酸雨数值模拟和沙尘预报模式),对我国人为活动的影响进行了科学的评估,也为我国的大气污染控制政策提供了必要的支持。胡非等[1]对于大气所大气环境方面的科研工作作了系统的回顾,本文主要对大气所近五年来大气环境数值模拟工作进行总结,并对未来的发展方向提出建议。
2 空气质量多尺度数值模式系统近五年来,在自主研制和改进国外先进模式的基础上,大气所从过去以区域模式为主发展到目前初步建立全球2区域2城市等多尺度的大气环境模拟系统,其研究物种从单一成分发展到多成分的同时模拟,研究手段从单一模式发展到多模式集合同化。利用该模拟系统,大气所对各种尺度污染物浓度时空变化以及污染物的输送、演变规律进行了系统的研究,同时也积极开展区域和城市空气质量的预报研究。
2.1 多种模式体系的建立
大气所研制全球模式历经二维到三维的发展历程。大气所建立了一个全球二维纬向平均化学模式[2],模式包括34种大气成分和104个化学反应,其结果与观测结果具有较好的一致性。为了更好地描述大气痕量成分的分布结构,揭示其输送机制和通道,大气所近年来自主建立三维全球环境大气输送模式(G lobal Environmental Atmospheric T ransport Model,简称GEA TM)[3],其水平分辨率为1°×1°,垂直方向20层,采用地形追随坐标系,考虑了地面源排放、平流与扩散、化学转化以及干沉降、湿清除等过程。罗淦等[3]利用GEA TM模式对2004年全球污染物进行长期模拟,分析二氧化硫、硫酸盐、黑碳、沙尘气溶胶的浓度分布和输送态势,并与观测进行了比较,在中国和欧洲,二氧化硫日平均浓度模拟和观测的相关系数较高;模拟的沙尘气溶胶总体柱浓度分布状况与卫星观测输出的气溶胶光学厚度具有很好的一致性,体现了气溶胶粒子的输送态势和分布特征,这些都表明该模式对于大气化学成分分布状况具有较强的模拟能力。在自主研发的基础上,大气所还引进国外先进全球环境模式MOZAR T[4～6]和GEOS2CH EM[7],并对其在东亚的模拟能力进行系统的评估。全球模式在大气所的建立,不仅可以为区域模式提供边界条件,同时也可以为评估欧洲地区的污染排放物对亚洲的输送影响提供支持。
近年来,我国大气环境呈复合型和区域型的污染趋势,发展多成分同时模拟的区域和城市大气环境模式成为研究的热点。大气所在过去单一物种的区域模式(例如硫输送模式)基础上,成功研制多成分大气环境数值模式,包括嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQ PMS,Nested Air Quality Pre2 dictio n Modeling System)[8]。该模式可以同时用于
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研究不同尺度(区域、城市)、不同成分的污染问题,并可利用系统中的单向和双向嵌套功能研究和探讨不同尺度污染间的相互作用,被广泛应用在区域臭氧和气溶胶污染以及污染物长距离输送等方面。Han等[9]研制了区域尺度欧拉型模式TCTM (Troposp heric Chemical Transport Model),模式包含主要的物理、化学和生态过程,如平流、扩散、化学反应、云和降水、干沉积、源排放等,被应用于生态源排放对臭氧和过氧乙酰硝酸脂的影响等研究。RAQM(Regional Air Quality Model)是一个三维区域空气质量欧拉模式[10],能够模拟多种大气污染物的输送和演变。在火山爆发对SO2和SO2-4影响的研究中,RAQM展示了较好的能力。为了吸收国外研究结果,大气所引进美国国家环保署(EPA)的区域多尺度空气质量模型Models23/ CMAQ,并对其进行改进,使之适合中国及周边地区的情况,建立了一个多尺度空气质量模式系统RAMS2CMAQ[11～23]。
2.2 基于模式系统的科研应用
基于全球2区域2城市多尺度多物种模式系统,大气所对东亚,特别是我国,酸沉降进行了广泛的演究。利用RAQM模式,An等[13]发现火山排放使得临近地区下风方边界层SO2和SO2-4浓度分别增加了300%和150%,总硫沉降每月也增加300%。Han等[10]的研究证实东亚冬季酸雨依然分布广泛(p H<4.5,中国西南部、长江三角洲部分地区、黄海和朝鲜平原),中国大部分地区仍然是硫酸型酸雨,但中国东部和西太平洋边缘区为硝酸/硫酸混合型酸雨。利用RAMS2CMAQ,Zhang 等[20]对2001年春季东亚地区含硫物的产生和输送过程进行模拟,SO2和SO2-4浓度具有显著的时空变化,由于化学转化和输送过程相互影响,SO2和SO2-4的变化形式不同。模拟研究ANO3气溶胶时空分布的季节特征,结果表明边界层内硝酸盐气溶胶的浓度具有明显的季节性差异,通常冬、春和秋季硝酸盐浓度高,而夏季浓度低,这种季节变化在中国和日本最强,并且受降水和温度变化的影响很大[22]。
多尺度多物种模拟系统也被用于我国区域和城市尺度光化学污染的研究。Wang等[24]利用NAQ PMS模式系统对2004年5月23～24日发生于中国东部地区的一次高臭氧事件进行模拟研究,并利用泰山和黄山的观测数据进行验证。结果发现,模式系统成功地模拟出了这次事件。利用敏感性试验发现,来自长江三角洲的污染物的水平输送对这次高臭氧事件起到十分重要的作用,对泰山和黄山的贡献率达到了20%～50%。Li等[25]利用NAQ PMS模式模拟并结合观测,研究东亚对流层臭氧的季节变化,模式能很好地再现中国高山站臭氧有两个峰值(5～7月和9～10月)的规律,并给出光化学产生率和输送在不同高山站臭氧的贡献, 6月泰山和华山的高臭氧都是受光化学产生率控制,而黄山高臭氧受光化学产生率和输送的控制。利用NAQ PMS模式模拟分析台湾西南部高浓度臭氧事件的形成,分析了不同地区对高臭氧事件的贡献[26]。Zhang等[12]研究2001年3月17～24日CO、O3、SO2-4向西太平洋的输送,模拟表明在源区边界层内,超过50%CO以及将近40%O3来自生物质燃烧,而在西太平洋低自由大气(2～6km)中,生物质燃烧对CO和O3的最大贡献也分别达到了40%和30%。Han等[9]利用2001年8月中国东部的高臭氧事件检验TC TM模式对臭氧模拟的能力,并通过敏感性试验得出NO x和VOC对臭氧产生过程不同的促进能力。
多尺度多物种模拟系统被用于气溶胶的模拟研究。Han[27]采用RAQM模式成功再现了东亚地区亚洲出流中污染物的化学输送,利用输送过程解释了下风向西太平洋观测点污染物浓度的变化。St reet s等[28]利用CMAQ模拟研究北京夏季细粒子和臭氧的外来贡献率,发现外来源对北京PM2.5的贡献达到34%。东亚地区2001年春季硫酸盐、硝酸盐和铵盐气溶胶的模拟结果显示,东亚地区的人类活动不仅使源区气溶胶浓度显著增加,而且使近海无源广大海域的污染加重[17]。Zhao等[29]利用NAQ PMS模式,结合沙尘气溶胶的观测资料对2002年3月20日北京特大沙尘暴中两个TSP峰值进行分析,成功模拟了两次峰值期间的沙尘与北京局地的人为污染物发生的不同混合现象,第一个峰值期间,高空输送的沙尘到达北京并沉降,在近地表与人为污染物发生混合,而第二个峰值期间,低空沙尘气团到达北京,稀释了人为污染物,沙尘与人为污染物发生混合。
3 空气质量预报新技术
大气环境数值模式不仅能用于污染机制等科学
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问题的研究,还必须能应用于空气质量预报等实际的业务工作,实际应用才是数值模式发展的最终目的。大气所通过发展集合预报和化学资料同化等新手段,提高预报准确度,在空气预报进行初步的探索
。
图1 东亚地区硫酸盐湿沉降8个模式模拟结果、集合结果与观测值的对比(改自文献[30])。M1～M8为8个模式结果
Fig.1 Comparison among wet deposition of sulfate forecasted by eight single models ,multi 2model ensemble mean ,and observation over East Asia (revised from reference [30]).M12M8:result s of eight models
3.1 污染模式集合预报
集合预报是提高预报水平的一个有效手段。以多个空气质量模式为基础,建立集合预报模式系统,通过对多个模式结果的集合,能够有效地提高空气质量预报的准确度。大气所负责“十一五”863计划重大项目“重点城市群大气复合污染综合
防治技术与集成示范”的“区域大气复合污染的模拟、预测技术及应用”课题中集合预报技术和资料同化技术研发工作。此课题将以珠江三角洲城市群区域大气复合污染示范平台建设为核心研究目标,重点突破大气化学资料的同化技术、大气污染数值模拟共性技术以及区域复合污染集成预报技术等关键技术问题,研发区域空气质量研究的新方法与新手段,建立多尺度、多污染物的区域综合空气质量集成预报模式系统。通过充分的模型验证和各种模型比较,建立科学家、管理者和公众认可的具有约
束力的空气质量模拟系统和预报规范,实现区域空
气质量的实时预测预报,为实施城市群大气复合污染调控提供技术支持。
大气所Wang 等[30]首次在污染物沉降模拟中应用了多模式权重平均集合技术,硫酸盐、硝酸盐和铵盐湿沉降多模式的集合结果与EAN ET 中37个站点的观测存在显著的相关性,效果好于任何单个模式(图1)。
围绕奥运空气质量预报需求,研发了多种集成预报技术手段,建立以双向嵌套模式NAQ PMS 、国际著名的MODEL3/CMAQ 模式、CAMx 模式为基础的空气质量多模式集成预报系统,实现了从东亚、华北、京津冀、北京全域的空气质量实时数值预报,以提高空气质量预报准确率,为北京绿色奥运服务。图2为初步建立的NAQ PMS 2CMAQ 2CAMx 空气质量集合预报系统的预报结果,初步实
施多模式集合预报,可用于北京奥运空气质量的预
报服务。与空气污染指数对比发现,集合预报从总体上改善了污染预报的准确度。3.2 大气化学资料同化
大气化学资料同化方法研究始于20世纪90年
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图2 北京市集合预报系统(NAQPMS2CMAQ2CMAx)预报、单模式预报站点空气污染指数(API)和观测计算API对比
Fig.2 Comparison among Air Pollution Indexes(APIs)predicted by NAQPMS,CMAQ,CAMx single models and t he multi2model ensem2 ble forecast system,and calculated from observation in Beijing
代,建立大气化学模式的资料同化系统,同化观测信息,最优化模式预报结果是大气化学模式发展的一个重要方向。目前,国际上开展大气化学资料同化研究的主要有美国、德国、荷兰、法国和欧洲中期天气预报中心等国家和组织,国际流行的同化方法主要是四维变分同化(4DVAR)和集合卡尔曼滤波(En KF),而国内在大气化学资料同化方面还研究较少,只有大气所进行了这方面的初步研究。
大气所发展了基于最优插值技术的同化系统[31],并初步应用到上海。利用最优插值方法对PM10、SO2和NO2进行连续20天的同化试验结果表明,同化偏差的平均值均小于20μg/m3,比未同化偏差平均值至少减少了50%。采用此法利用上海市常规观测站观测数据对臭氧进行逐时同化,同化后的分析场作为下个时刻模式积分的初始场向前预报。取两个未经同化的独立观测站点的观测数据作检验,结果表明同化后的分析场比同化前更接近实际观测,观测数据能有效地修正模式预报结果,从而为模式提供与实际更加接近的初始场。Lin 等[32]为NAQ PMS模式的早期版本———区域沙尘输送模式发展了一个集合卡尔曼滤波(En KF)资料同化系统,利用En KF方法同化地表沙尘浓度观测资料,改进模式的初始场,提高了预报水平(图3)。此外,还指出在沙尘等污染物输送模式的同化过程中订正模式误差的重要性。Lin等[33]将模式不确定性考虑到En KF同化系统中并订正模式的主要偏差,同化系统更进一步提高了沙尘的预报水平。
3.3 污染源反演新方法
污染物排放源的准确度是影响空气质量模拟和预报准确率的关键因子。由于大气污染物的排放源种类繁多,涉及多个行业、多个领域,如工业排放、农业活动排放、人类生活排放、生态系统排放等,要想调查得到一个完全、准确的排放源清单非常困难,而污染源反演方法可以根据反演有效地提高排放源的准确性。大气所对污染源反演新方法进行了
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图3 同化前后模式预报和观测值的均方根误差对比:(a)初始场;(b)预报场(改自文献[32])
Fig.3 Comparison of RMS(t he root mean square)error between observed and predicted concentrations wit hout assimilation and wit h En KF assimilation analysis(revised from reference[32]):(a)Initial field;(b)forecast field
探索。
朱江等[34]将资料同化中的集合平滑、集合卡尔曼平滑(En KS)和集合卡尔曼滤波(En KF)应用在污染源反演问题中。试验结果表明在观测间隔小和观测误差小的情况下,集合卡尔曼滤波和集合卡尔曼平滑都可以有效地反演出随时间变化的污染源排放。当观测误差增大时,集合卡尔曼滤波和集合卡尔曼平滑的反演效果都有一定降低,但是反演误差的增加少于观测误差的增加。当观测时间间隔较大时,En KF仅能对有观测时的污染源排放进行较好的反演,而En KS依然可以较好地反演出污染源排放。
3.4 空气质量预报的业务应用
NAQ PMS作为大气所具有自主知识产权的空气质量模式系统,从区域到城市尺度的双向嵌套模拟能力,并行化模块设计,使其在环保局业务部门中得到了广泛的认可,国内多家单位将其投入到业务运行中。目前,已有北京、上海、深圳、郑州、沈阳、台湾等地区的环保部门利用该模式进行业务预报。徐文帅[35]对预报效果进行了对比分析,结果表明该系统长时间运行稳定,模式结果与观测值吻合较好。
2006年NAQ PMS模式被选中参加为保障北京2008年奥运会而设立的“北京与周边地区大气污染物输送、转化及北京市空气质量目标研究”项目,在该项目中负责研究周边地区大气污染物排放对北京的影响,提出北京周边污染控制的重点地区和重点污染源,并分析预计出台的各类空气质量保障措施的控制效果;为北京市和北京周边地区制订合理的奥运空气质量保障方案提供科学依据。
2007年,NAQ PMS、CMAQ和CAMx共同组成北京市环保局的“北京奥运会空气质量集合预报系统”。NAQ PMS将在奥运会期间作为唯一由我国自主研发的模式系统参与奥运会的空气质量保障任务。目前该集合预报系统已经完成了安装调试工作,初步实施了多模式集合预报。
4 国际模式比较计划
大气所在空气质量模式方面取得了很大的成绩,但模式不确定性依然存在,不同模式采用的物理、化学过程和参数化方案不尽相同,数值算法也各异,使得在模拟同一事件时模拟结果也会有区别。为了比较不同模式各个模块的优劣,吸收其他模式的经验,更好地发展适用于我国和东亚地区的模式系统,大气所积极地发起或参与了一些国际大气化学模式比较计划。
大气所与日本九州大学共同发起沙尘模式比较计划(DM IP),把应用于东亚地区的约12个沙尘模式中的数学处理及其物理、化学等过程进行综合比较,以期发展出更好的沙尘数值预报系统。参加比较的沙尘模式来自不同的国家和地区,对相同的典型沙尘暴个例进行模拟,系统地比较各类模式系统的框架构成,评估各个模式对沙尘发生、输送和沉降过程的模拟性能,并分析模拟结果存在差异的可能原因。研究结果表明,参加比较的模式使用不同的沙尘排放方案、水平和垂直分辨率、数值方法
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和气象模式,这造成了模拟结果的巨大差异。在对2002年春季的两个强沙尘暴过程的模拟结果中,每个模式模拟的最大浓度值会相差2～4倍之多,而模拟的沙尘排放通量和主要源区也有很大的差异,这说明每个模式对于沙尘源区的认识还有着很大的不确定性。在北京和长崎两个点的模拟所得的沙尘垂直浓度分布也有着明显的差异。这些结果表明目前对于东亚地区沙尘暴的发生、输送和清除过程的模拟有较大的不确定性,还需要进一步改进东亚地区的沙尘模式[36]。
大气所和IIASA(奥地利)、ADORC(日本)、CGRER(美国)等单位联合发起第二期东亚大气化学输送模式比较计划(M ICS2Asia II)以进行东亚污染物输送模式的比较,该计划主要致力于东亚地区含硫物、含氮物、臭氧和气溶胶的输送和沉降的比较[37]。东亚酸沉降观测网(EAN ET)资料用来验证模式的效果。在这项计划中,8个酸雨输送和沉降模式提交了时段为2001年3月、7月、12月和2002年3月的模拟结果。Han等[38]通过对M ICS2Asia II中8个区域化学输送模式相互比较以及与大量观测资料的对比,评估模式对臭氧和相关
似,结果表明所有模式对SO2都有很好的模拟能力,对O3的模拟能力则随区域和季节有很大区别,对NO x的模拟能力较差,几乎所有模式都趋向于低估NO x。在模拟区域的南部(中国南部和一些东南亚国家的北部)各模式之间差别最大。Wang等[30]集中比较了M ICS2Asia II中8个模式的化学沉降和EAN ET观测,发现各个模式能总体再现硫酸盐、硝酸盐和铵盐湿沉降的分布特征,但绝对值和观测值有差距,并且各模式结果间也存在较大区别,这主要是各模式之间化学过程、沉降参数化以及模拟的降水不同造成的。
5 结论和展望
中国科学院大气物理研究所近五年来在大气环境数值模拟方面取得丰硕的成果,在前期研究的基础上,通过自主发展和引进,建立了完备的多尺度、多成分大气环境数值模式,包括全球大气化学输送模式、区域和城市空气质量预报模式。大气所利用这些模式研究各种空间尺度上污染物空间分布和时间变化,研究污染物的输送和演变、多种污染过程的成因和污染变化规律,在污染物(沙尘、人为排放)输送、低对流层臭氧高污染、区域及城市污染等方面取得了很多成果,并对区域或城市空气质量进行业务化实时预报。大气所还拓展了我国大气环境模拟研究的新领域:大气化学资料同化、污染模式集合预报、污染源反演新方法等,初步建立了空气质量模式的资料同化系统(分别基于最优插值技术和集合卡曼滤波技术)和多模式结合预报体系,提高了模式预报水平,在污染源反演新方法方面进行了初步的探索。
我国目前仍然面临着大气环境问题的挑战,如部分城市大气环境污染加剧,温室气体和气溶胶颗粒物排放居高不下,城市污染从煤烟型向城市群区域复合污染转变,污染治理和污染调控更加困难,区域大气污染的全球输送也造成了我国在环境外交问题上的压力。此类挑战促使我们必须进一步发展大气环境数值模式,首先,要建立全球2区域2城市各尺度之间双向嵌套的大气环境模式系统,从而能够研究各种空间尺度的各类大气污染(沙尘暴、光化学污染、区域复合污染、城市悬浮颗粒物、酸雨等)的变化规律以及各种尺度之间的相互作用,并能实现全球、区域、城市的化学天气预报;其次,要深入研究大气化学四维资料同化技术和多模式集合预报技术,国际模式比较计划表明目前还没有模式能完全模拟所有大气物理、化学过程,各种模式对不同地域、不同天气过程、不同污染过程的预报效果都有所不同,资料同化和多模式集合预报技术是提高模式预报水平的有效手段;此外,污染物排放源的不确定对空气质量预报具有很大的影响,利用资料同化技术和集合卡尔曼滤波技术对污染源进行反演也是大气环境模式发展的一个重要方向;最后,气溶胶混合过程显著地改变气溶胶的性质,从而造成气溶胶气候效应评估的极大不确定性,今后必须在大气环境模式中详细加入气溶胶微物理过程、非均相反应过程等对气溶胶混合的影响,模拟气溶胶混合比的区域特征,才能准确地模拟气溶胶的真正状态,有利于提高大气成分变化的环境气候效应的评估。
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4期 No14
王自发等:大气环境数值模拟研究新进展
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环境保护大气十条水十 条土十条 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
环境保护：“大气十条”“水十条”“土十条” 11月15日，国务院常务会议专题讨论了脱贫攻坚、教育脱贫、生态环境保护三个规划。作为本次常务会议研究的重点内容，环境保护是民生之重，很多时候也是民生之痛。为加强环境保护工作，建立全方位的环境保护大战略，本届中央政府成立以来先后出台了“大气十条”、“水十条”、“土十条”等环境保护措施。 ——“大气十条” 2013年6月14日，国务院召开常务会议，研究了大气污染防治的具体措施，同年9月10日，国务院下发了《国务院关于印发〈大气污染防治行动计划〉的通知》（国发〔2013〕37号），文件制定了大气污染防治十条措施。 一是减少污染物排放。全面整治燃煤小锅炉，加快重点行业脱硫脱硝除尘改造。整治城市扬尘。提升燃油品质，限期淘汰黄标车。 二是严控高耗能、高污染行业新增产能，提前一年完成钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃等重点行业“十二五”落后产能淘汰任务。 三是大力推行清洁生产，重点行业主要大气污染物排放强度到2017年底下降30%以上。大力发展公共交通。
四是加快调整能源结构，加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应。 五是强化节能环保指标约束，对未通过能评、环评的项目，不得批准开工建设，不得提供土地，不得提供贷款支持，不得供电供水。 六是推行激励与约束并举的节能减排新机制，加大排污费征收力度。加大对大气污染防治的信贷支持。加强国际合作，大力培育环保、新能源产业。 七是用法律、标准“倒逼”产业转型升级。制定、修订重点行业排放标准，建议修订大气污染防治法等法律。强制公开重污染行业企业环境信息。公布重点城市空气质量排名。加大违法行为处罚力度。 八是建立环渤海包括京津冀、长三角、珠三角等区域联防联控机制，加强人口密集地区和重点大城市治理，构建对各省（区、市）的大气环境整治目标责任考核体系。 九是将重污染天气纳入地方政府突发事件应急管理，根据污染等级及时采取重污染企业限产限排、机动车限行等措施。 十是树立全社会“同呼吸、共奋斗”的行为准则，地方政府对当地空气质量负总责，落实企业治污主体责任，国务院有关部门协调联动，倡导节约、绿色消费方式和生活习惯，动员全民参与环境保护和监督。 ——水十条
抗抑郁药药理学研究进展 摘要：由于市场经济所带来的快节奏，人类的精神、心理等方面的压力越来越大，抑郁症的发病率不断上升，目前已成为世界第四大疾患。随着对抑郁症发病机制的深入研究，抑郁症也越来越被人们所认识，药物治疗逐渐成为治疗抑郁症的主要方法。就现代药物治疗抑郁的药理学研究进展进行了综述。 关键词：抗抑郁药；抑郁症；研究进展 抑郁症(depression)是一种常见的情感障碍性精神疾病，其临床表现为情绪低落、悲观、睡眠障碍等，严重者常出现自杀冲动，是世界上最易致残的疾病之一。据WHO统计，各种类别抑郁症的患病率已占全球人口的3%～5%，到2020年，抑郁症可能成为仅次于心脏病的第二大疾病。抑郁症的治疗方法很多，以往主要给予心理治疗，近20年来，随着对抑郁症病因学研究的进展，逐步确立了药物治疗的主导地位。现就抑郁症的药物药理学研究进展进行综述。 1 单胺氧化酶抑制剂(MAOIs) 单胺氧化酶抑制剂异丙烟肼是第一个用于治疗抑郁症的药物，为异烟肼的异丙基衍生物。其主要机理是通过抑制MAO活性，减少中枢神经系统内单胺类神经递质的降解，从而产生抗抑郁作用。此后相继有很多类似的化合物用于临床治疗，主要有超苯丙胺、苯乙肼、异卡波肼等。但这类药物不良反应较多，是心血管病人和老年患者的禁药，所以国内逐渐停用。吗氯贝胺是第三代具有选择性的MAOI，疗效相同于TCAs，安全性高，无传统MAOI的不良反应，不需要限制饮食酪胺的含量。其t1/2短，但每日用药2次就能达到临床疗效。 2 三环类抗抑郁药(TCAs) 由于这些药物结构中都有2个苯环和1个杂环，故统称为三环类抗抑郁症药。三环抗抑郁剂是紧接MAOIs之后的另一类抗抑郁药，主要有丙咪嗪、阿米替林、多虑平、氯丙咪嗪等。TCAs的抗抑郁作用主要是通过抑制中枢神经突触间隙NE和5-HT再摄取，增加这些物质在突触间隙的含量，使病人精神振奋，情绪提高。自20世纪50年代末使用至今，其抗抑郁作用经受了考验，即使与新型抗抑郁药相比，它的疗效也是值得肯定的，目前主要用于重度抑郁症。 3 四环类抗抑郁药 四环结构与三环没有什么本质不同，但它对NA的作用明显大于5-HT，这是其它品种所没有的特点。代表药物为米安色林(manseri-ne)、马普替林(maprotiline)。其中，马普替林为选择性NE再摄取抑制剂，有强大的抗抑郁作用，用于治疗重度抑郁症，疗效良好。米安色林能选择性阻断突触前膜α-肾上腺素受体，可安全地用于老年人和心脏病人，对抑郁性神经症疗效较好。
大气环境第一课时教学设计 西安市车辆中学刘彩侠 教材分析 本节课内容选自《普通高中地理课程标准实验教科书》湘教版必修一“大气环境”第一课时内容，即大气的垂直分层和热力状况。本节既是对宇宙中的地球的承接和复习，又为后面学习大气运动奠定了基础。一切天气现象都与大气运动有关，因此，要分析天气与气候，首先就要分析大气运动，而大气运动的能量来源又是太阳辐射。通过身边实例引入新课，讲课过程中注意联系生活实际，利用探究题激发学生兴趣。联系前面所学知识，为学生详细、生动的介绍大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面辐射的吸收作用以及大气逆辐射的知识，为后面大气的运动等课程的学习打下基础。 学情分析 本节课的教学对象是高一年级的学生，高一学生记过初中阶段的地理学习，掌握了一定的地理知识和技能，具备一定的抽象综合分析能力。对学生来说，天气现象并不陌生，就在身边。但对于天气现象的变化原因却充满了疑惑和好奇，可以说是“知其然，但不知其所以然”。把学生已有的、无序的知识储备调动起来，从身边的天气现象及其变化入手，作为学习新知识的基础，已达到课本知识和日常生活现象有机结合的效果。 教学目标 （一）知识与技能 1．学生能够看图说出大气的垂直分层结构、各层的主要特征以及与人类的关系。 2.了解大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温效应。 3.理解大气的保温作用，并能运用这一原理解释相关现象。 （二）过程与方法 1.学生能够看着表格，运用对比分析方法，比较说出不同大气对太阳辐射的削弱作用以及大气的选择性吸收。 2.学生能够借助简图说明大气的整个受热过程。 3. 运用大气热力性质解释一些自然现象。 （三）情感态度与价值观 1.通过了解大气对地理环境和人类活动的影响，树立正确的环境观，培养探索大气环境的兴趣。 2.培养学生热爱生活、关注身边自然现象，激发求知欲，培养热爱科学的思想情感。 教学重点和难点 （一）重点： 1.大气对太阳辐射的削弱作用。 2.大气的受热过程和保温作用。 （二）难点： 1、运用图表说明大气受热过程。 2.大气的保温作用。 课前准备 多媒体课件 教学过程
大气的垂直分布、受热过程及运动 一、对流层大气与人类 特点：气温随高度增加而递减， 对流运动显著， 天气现象复杂。 与人类的关系： 最密切。整个大气质量的3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层。 用图表记忆大气的垂直分层 二、对流层大气的受热过程
图解大气对太阳辐射的削弱作用 气压的分布是用等高面上等压线的分布来表示的，等压线是某一海拔相等的等高面与空中若干个不同等压面相割(由于气压自地面向上递减，因此自下而上有很多数值逐渐减小的等压面)，在等高面上所形成的许多交线。与地形分布中的等高线原理相似；等压面上凸区对应等压线的高值区，即为高气压，反之则为低气压，如下图。如果各地气压相等，则等压面就是等高面，等高面上无等压线。可以简单理解为：等压面是在垂直方向上的气压变化，等压线是在水平方向上的气压变化。
考点一 逆温现象的成因及其危害 1．逆温含义 一般情况下，对流层温度上冷下暖。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。 2．逆温的类型及成因 类型成因特点 辐射逆温地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜晚，地 面辐射冷却快，离地面越近，降温越快 大陆上常年均可出现，尤以冬季 最强 平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或水面上，而发生 的冷接触作用 愈近地表，降温愈快 锋面 逆温 冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部出现于锋面附近 地形 逆温 冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动出现于山谷或盆地3．辐射逆温的生消过程
4．逆温的危害 无论哪种条件造成的逆温，都会对大气质量造成很大的影响。这是因为逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气对流运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，能见度变差，空气污染加重，尤其是城市及工矿区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件。 考点二 大气保温作用 地面辐射是对流层大气能量的直接来源，太阳辐射是根本来源，大气的受热过程具体图解如下： 辐射波长类型与大气的关系作用 太阳辐射短波辐射大气直接吸收少加热地面 地面辐射长波辐射大气吸收大部分大气的直接热源 大气辐射长波辐射一部分透过大气进入宇宙空 间，大部分射向地面 补充地面辐射损失的热 量 大气对地面的保温作用的简化认识
大气污染防治重点城市划定方案 2002年 根据《中华人民共和国大气污染防治法》第十七条第一款“国务院按照城市总体规划、环境保护规划目标和城市大气环境质量状况，划定大气污染防治重点城市”的规定，现提出大气污染防治重点城市划定方案。 一、重点城市 在对2000年城市大气污染现状分析的基础上，按照突出重点、分步实施的原则，划定一批“十五”期间的大气污染防治重点城市，共计113个（名单附后）。 （一）依据《中华人民共和国大气污染防治法》第十七条第二款“直辖市、省会城市、沿海开放城市和重点旅游城市应当列入大气污染防治重点城市”的规定，将43个城市划定为大气污染防治重点城市。 （二）通过对全国有大气环境质量监测数据的338个城市综合经济能力及环境污染现状的分析和有关省级人民政府同意2005年大气环境质量达标的承诺，重点选择经济特区城市、《酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》中要求2005年达标的地级城市、目前大气环境质量超标但有望在2005年达标的城市和一些急需加强保护的文化、旅游城市，合计70个城市划定为大气污染防治重点城市。 二、防治目标 在拟划定的113个大气污染防治重点城市中，目前有39个城市的大气环境质量已经达到国家环境大气质量标准，有74个城市尚未达到标准。到2005年，已达标的39个城市其市区大气中二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物浓度应稳定保持在相应的大气环境质量标准以内；未达标的74个城市应达
到大气环境质量标准。对大气污染防治重点城市大气环境质量限期达标的监督考核管理办法由国家环保总局另行规定。 三、防治措施 1、以国家西气东输、西电东送为契机，加快城市能源结构调整；通过划定高污染燃料禁燃区，推广电、天然气、液化气等清洁能源的使用，减少城市原煤的消费量，推广洁净煤技术；促进热电联产和集中供热的发展，有效控制煤烟型污染。 2、推行清洁生产，从源头控制污染。通过产业结构调整，采取关停并转措施，淘汰技术落后、能耗高、污染环境的企业；加快以节能降耗、综合利用和污染治理为主要内容的技术改造，控制工业污染；鼓励企业建立环境管理体系，在有条件的企业推广ISO14000环境管理体系认证。 3、强化对机动车污染排放的监督管理。加强对在用机动车的排气监督检测、维修保养和淘汰更新工作；鼓励发展清洁燃料车和公共交通系统；完善道路交通管理系统，控制交通污染。 4、采取综合措施，控制城市建筑工地和道路运输的扬尘污染；提高城市绿化水平，最大限度减少裸露地面，降低城市大气环境中悬浮颗粒物浓度。 5、加强协调管理，加大支持力度；加强环境法制建设，严格执行行政监督；提高环境监测水平，建立监测网络，定期发布大气环境质量信息，促进达标工作。 6、由国家计委、国家经贸委、财政部、建设部和国家环保总局等部门对重点城市限期达标工作加强监督检查和具体指导，促进重点城市中大气环境质量未达标城市按期实现达标。所有大气环境质量未达标的大气污染防治重点城市人民政府应制定具体限期达标规划，报国家环保总局备案。
大气环境及其保护历年真题 一、填空题 1、微波对生物体造成的伤害和生理影响，主要是所谓的加热作用的结果。（00，一，2） 2、影响空气污染的气象因素有：阳光、风、湿度和温度。（02，一，4） 3、大气的人为污染源可概括为燃料燃烧、工业生产过程排放、交通运输过程中排放、农业活动排放等四个方面。（九八，二，3） 二、名词解释 1、酸沉降（99，一，3）酸雨正式的名称是为酸性沉降，它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。 2、垂直绝热降温律（99，一，5）干空气块或未饱和的是空气块在绝热条件下每升高单位高度所造成温度下降数值。 3、辐射逆温（99，一，7）（07，一，6）在晴空无云的夜间，当风速较小时，地面因强烈的有效的辐射而很快冷却，近地面气层冷却最为强烈，较高气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层。 4、大气逆温（00，二，1）在某些天气条件下，地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象。 5、空气二次污染物（02，二，3）二次污染物（九八，一，1）指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。 6、气溶胶（04，一，5）（08，一，4）（11，一，4）气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统。 7、光化学烟雾（01，一，5）（05，一，2）（09，一，8）（12，一，2）含有氮氧化物和烃类的大气在阳光中的紫外线照射下发生反应所产生的产物及反映无聊的混合物。 8、城市热岛效应（08，一，2）热岛效应（99，一，8）指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。 9、TSP(九八，一，2)用标准大容量颗粒采样器（流量在1.1——1.7m3/min）在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称总悬浮颗粒。 三、简答题 1、是写出有风情况下气载污染物高架连续点源高斯扩散模型（不考虑混合层反射），说明其中各参数意义和模型实用条件。（98，二，4） 2、比较伦敦型烟雾和洛杉矶烟雾的区别。（99，二，1）（00，三，2）（03，二，1）试比较伦敦型烟雾和洛杉矶烟雾事件的异同（污染源及污染物转化过程、气象条件、危害性）（06，一，2）（08，二，1） 答： 项目还原（煤炭）氧化（汽车尾气）主要污染源工厂、家庭燃烧煤炭排放汽车尾气为主 反应类型热反应光化学反应、热反应 污染物质SO2、CO2、硫酸雾、硫酸盐类气 溶 碳氢化合物、NOx、O3 PAN、醛、 酮 气象条件—1~4℃、湿度85%以上，辐射 性逆温、静风 24—32℃、湿度70%以下，沉降 性逆、22m/s以下
大气环境（一）大气的热状况 一、考纲要求： 1、大气的垂直分层，强化学生加强高度与温度的联系，突出逆温的成因及对生产生活的影响。 2、大气对太阳辐射的削弱作用及在现实生活中表现和应用 3、大气的受热过程，分析温室气体含量增多为什么会气候变暖 二、教学过程： 1、读大气垂直分层示意图，归纳大气是如何分层的，并分析各层的气温与高度之间的关系 探究： 解释下面诗句中的自然现象：人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。常恨春归无觅处，不知转入此中来。 2、逆温的形成与分类 阅读下列材料： 对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，一般情况下，离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为0.65℃/100米。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象就是逆温。或对流层中出现的气温随高度增加而升高的现象，称为逆温。逆温是对流层中
气温垂直分布的一种特殊现象。 1 ）、辐射逆温 是地面长波辐射冷却而形成的。在晴朗无风的夜晚，地面辐射减弱，地面大气迅速冷却，上层大气降温较慢，形成逆温。一天中逆温层在黎明时最厚。逆温层冬厚夏薄。易出现于中高纬地区，是最常见的逆温类型。 2）、平流逆温 当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，于是产生逆温。逆温的强弱主要由暖空气和冷地表面的温差决定。 3）、锋面逆温， 是暖空气运移到冷空气之上，形成冷暖相交的锋面，如果锋面上下暖冷空气的温度差较大，则形成逆温。 4）、地形逆温， 是局部地形条件引起的。在山谷和盆地中，由于山坡散热快，晚上较重的冷空气，沿山坡流动，聚集在山谷底部，由此形成下部是冷气层、上部是暖气层。 逆温层的存在使空气处于稳定状态，空气中的垂直运动受到抑制。工厂里烟煤燃烧排放的烟尘、汽车尾气和地面上扬起的尘埃等有害气体聚集在空中不易向上扩散和稀释，造成严重的空气污染。有逆温存在时空气质量差，晨炼的朋友要特别注意避开这段时间，以免不清洁的污染物吸体内，没有达到锻炼的目的，反而影响身体健康。 根据以上材料绘制逆温现象发生的气温随高度和时间变化的全过程示意图。 探究一： 图甲是“某城市风向频率图”。图乙是“该城市冬季近地面层不同时刻气温随高度变化过程示意图”，读图回答(1)～(2)题： (1)该城市计划新建以煤为燃料的火力发电厂，最合适的厂址应布局在城市的 ( ) (2)该发电厂烟囱的设计高度应不低于 ( )
关于大气污染和保护 姓名：牛子禄指导教师：姜洋（四）16-2班级：自动化12年201730月日 摘要 工业革命以来，特别是20世纪以来，许多国家相继走上了以工业化为主的发展道路。在人类创造前所未有的物质财富的同时，环境问题也一直呈现着地域上扩
张和程度上恶化的趋势。环境问题已逐渐成为全球性的问题。而对中国——一个发展中国家而言，回首二十世纪，我国经济获得了长足的发展，生产力水平大大提高。但是，传统模式下的生产力的提高在驱动经济增长和伟企业带来利润的同时，却使我们的地球家园变得千疮百孔，不堪重负。 关键词：治理途径污染源大气污染
目录 一、引言 二、正文 （一）我国大气污染现状（二）大气污染物及来源（三）产生大气污染的原因（四）大气污染的综合防治 三、结语 四、致谢
引言 所谓大气污染是指人类生产、生活活动或自然界向大气排出各种污染物,其含量超过环境承载能力,使大气质量发生恶化,使人们的工作、 生活、健康、设备财产以及生态环境等遭受恶劣影响和破坏。 污染源可分为天然污染源和人为污染源。 天然污染源是指自然界向大气排放污染物的地点或地区,如排放灰尘、二氧化硫、硫化氢等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯气,以及发生 森林火灾、地震等自然灾害的地方。 人为污染源则又可按不同的方法分类:按污染源空间分布方式可分为 点污染源、面污染源、区域性污染源;按人们的社会活动功能可分为 生活污染源、工业污染源、交通污染源等;按污染源存在的形式可分 为固定污染源和移动污染源。
关于大气污染和保护 一、我国大气污染现状 人类需要呼吸新鲜空气来维持生命，每天空气都会成千上万次地有规则地通过我们的鼻腔进出我们的肺。而洁净的空气对于生命来说比任何物质都重要，人在5周内不吃饭，5天内不饮水尚能生存，而空气仅断绝5分钟就会死亡。可见空气是人类和其他一切生命有机体一刻也不可缺少的生存条件。然而现在的我们却对空气多了一份恐惧，那
美国城市大气环境分析报告 1999年3月到2001年10月期间在美国纽约各个地区以及不同地点使用LUMEX RA-915+汞分析仪，进行了大气中汞含量的实时监测。实施监测时汞分析仪用手携带或者车载。 总共进行了160多次测量。纽约布鲁克林、曼哈顿市区大气中汞含量大部分测量结果在1~3ng/m3，局部地区高达4~6ng/m3。进行监测时可以定位局部汞污染区域，这些区域分布于生活垃圾存放地（汞含量为12~14ng/m3），工业垃圾场（汞含量为10~30ng/m3）。用于存放建筑废物和金属垃圾的容器（汞含量为80~100ng/m3），路面排水沟（汞含量为200ng/m3），地铁站台（汞含量为6~10ng/m3），地铁车厢内（汞含量为8~30ng/m3），居民小区内（汞含量为10~35ng/m3）。 小客车内汞含量平均水平为2~10 ng/m3（个别情况达1400 ng/m3） 公共场所内空气中汞含量检测情况如下：超市和小食品商店汞含量为3~12 ng/m3，工业商品商店汞含量为4~30 ng/m3（最高可高达80 ng/m3），药店20~40 ng/m3（最高可高达140 ng/m3），宗教仪式专用店80~800 ng/m3（最高可高达1650 ng/m3），办公室室内4~16 ng/m3，医院（例如内科，儿科）8~30 ng/m3（最高可高达1000 ng/m3），牙医中心150~400 ng/m3（最高可高达16000 ng/m3） 室内环境空气中汞含量的监测具有实际意义。一般来说，高层公寓内空气中汞含量比平房要低。通常公寓内空气中汞含量低于10 ng/m3 ，有时会高达15~20ng /m3。值得注意的是汞含量浓度的高低直接取决于室内通风情况，以及铺设地板的材料如漆布、塑料、镶木地板、地毯。铺地毯的房间内空气中汞的含量高达15~35 ng/m3 。房间的前厅被认为是汞污染最严重的地方：进屋的门边的地毯上，鞋柜，自行车和婴儿车上高达100~400 ng /m3，有时高达800 ng /m3，这种情况下所有房间的汞含量增加到了30~50 ng /m3，有时达100 ng/m3。 用于出租的旧房子中的汞含量通常更高。尤其以下场所汞污染较为严重：前厅，地窖，底下的空间，旧物堆剁等。这些地方汞平均含量为100 ng/m3，有时达3000 ng/m3，在这种房子内，尤其是铺了地毯的情况下，空气中汞的含量在100到400，有时达1000 ng/m3。 以上提供的数据是我们获得的关于室内空气中汞的长期背景污染，即较老的污染源。而两天前屋里打碎了水银温度计的例子可以作为新的污染信息。整个房子里的汞含量水平范围为800~1400 ng/m3，而在打碎水银温度计的局部15 15m的范围内汞含量达3000~5000 ng/m3，打碎那一点上高达36000 ng/m3。 通过对两套房子在不同季节内空气中汞含量的严密的监测，我们得到关于室内汞浓度的变化情况的信息：汞含量浓度取决于室内和室外的温度以及通风的程度。汞浓度含量很高的住房（由于“旧”的污染信息造成的，汞含量达800~1000 ng/m3），在经过10~15分钟通风后，汞含量下降到100 ng/m3，继续通风30~60分钟后下降到30~50 ng/m3。然后停止通风，，15~30分钟内汞含量增加到500~600 ng/m3，60分钟以后又达到了初始浓度。 2001年8月为了了解背景汞浓度值，在离纽约距离为150公里的Kastkillsky山脉Montisello小镇进行了空气中汞质量的检测，通过38次检测判断汞含量的水平小于1 ng/m3。 综上所述，使用RA-915+仪器可以获得关于室内和室外的汞污染的快捷信息，判断超过背景值的超标程度，进行详细的监测以防止污染源的扩大。 LUMEX 公司(俄罗斯) OHIOLUMEX 公司（美国） Irina Nejdanova Iouri Souetine
大气环境专题第1讲大气运动规律专题 【考题默写】 如图：阴影部分代表夜半球，（1）求太阳直射点坐标（2）求新一天与旧一天的比值。 【复习目标】 1.大气受热过程 2.热力环流 3.三圈环流 4.大气环流 【知识梳理】 一．大气受热过程 二．热力环流
1．大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的温度差异。2．热力环流的形成 3．形成风的直接原因：水平气压梯度力，即促使大气由高气压流向低气压的力。该力垂直于等压线，并由高压指向低压, 三．大气三圈环流 1．成因：高低纬度间因获得太阳辐射的不同，产生热量差异。 2．分布 (1)低纬环流：在赤道附近近地面受热、气流上升，形成(A)赤道低压带，并在30°N附近堆积下沉，形成(C)副热带高压带。A与C之间的近地面形成(B)低纬信风带。 (2)中纬环流和高纬环流：C向高纬度流出的气流在地转偏向力的作用下偏转，称为(D)盛行西风带；(G)极地高气压带向低纬流动并受地转偏向力偏转，即(F)极地东风带，D与F气流相遇后上升，在近地面形成了(E)副极地低气压带。 3．季节移动规律：随太阳直射点的南北移动而移动，就北半球而言，大致是夏季北移，冬季南移，移动约5°。 四．季风环流 1．1月份气压中心分布与冬季风 1月份受水平气压梯度力和地转偏向力等影响，大气由亚洲高压区吹向阿留申低 压区和赤道低压区，在东亚季风区表现为西北季风，南亚季风区表现为东北季风，如图所示： 2．7月份气压中心分布与夏季风 7月份受水平气压梯度力及地转偏向力影响，大气由夏威夷高压流向亚洲大陆， 在东亚为东南季风。在南亚由于太阳直射点北移，位于赤道以南的东南信风跨过 赤道，在地转偏向力的作用下向右偏形成西南季风，如图所示：
《资源节约与环保》2018年第11期 引言 我国近年来的生态环境问题较为突出，由于工业等产业的发展，导致空气中的污染物含量增多，并且在有关调查中表明，部分地区的空气污染物的数量呈逐年增加的形式。尤其是在冬天这种植物作用较低的季节，以部分北方重工业为主的代表城市为例，其空气质量较差对居民的危害性极强，对此开展大气环境污染因素的调查，采取积极有效的污染治理与防控方法，将成为提升城市竞争力与发展力的重要因素。 1大气环境污染的主要原因 1.1人为污染 1.1.1工业污染 工业污染可以说是大气环境污染的重要原因，由于电能、热能、动力装置等的能量都需要燃料，燃料燃烧之后就会产生多种多样的有害气体。而不同的原料以及生产方式都存在一定的不同，一些传统的重工业对环境的污染范围极大。 1.1.2生活污染 人们在生活期间会产生巨量的垃圾，国家在对其集中处理期间，就会选择焚烧处理的形式。这种烟尘以及有害物质，都会加剧大气环境污染的程度，尤其是在燃烧反应之后，部分气体的稳定性与穿透力极强，其在空气中停留的时间越久，就会对臭氧层的破坏越发严重。 1.1.3农业污染 目前我国在农业产业发展期间，对农药、化肥等应用程度较高，农业用户由于种植习惯或生活方式，常常将化学药瓶随意丢弃，这将会对水体结构以及成分产生极为不利的影响，也属于一种破坏大气环境的基本作为。 1.2自然条件影响 我国的幅员辽阔地理环境差异性较大，对于一些地区存在的火山爆发、海啸、泥石流、森林火灾等问题，尽管从宏观上来讲只是一些细微的问题，但是如果重视程度不强就会导致自然环境问题所产生的有害气体，形成化学活性云类似的物质，居民生活或工作排放的氨气与之反应，就会对大气的臭氧层破坏，严重威胁人类生命健康。2大气环境污染的基本构成因素 2.1气象影响因素 温度结层会对大气渊流的强弱产生一定的影响作用，如果稳定结层就会控制湍流的出现，大气释放污染度的程度就会降低。如果是在垂直的方向这种特点就会更为显著。但是如果没有稳定结构，热力湍流加强，就会导致气体的扩散程度增加；风与湍流之间的主要关系，就是风能够将污染物冲散，相对来讲其它影响因素不变的情况下，污染物的浓度就是一种对立的关系。其次湍流根据不同的尺度以及下流体的不规则性，经过与空气中的其他气体之间的混合，就会就会将大气中的污染物分散这样就能将污染物的浓度降低。 2.2工业产业与资源配置问题 我国的工业产业结构较为复杂，其中的资源配置问题也成为重中之重。由于发电、发热类的产业对煤、天然气、石油等的需求量较大，其燃烧期间的污染物排放量巨大，就会导致空气中的二氧化硫、二氧化氮等有害气体的比重增多，造成环境危害问题。2.3汽车与电器应用情况 我国机动车的数量爆发式增长，一方面是家庭有车需求增多，另一方面就是国家的物流或各地之间的经济来往较为密切。汽车尾气的排放量增多，就会导致地面表层的空气层质量极差，我国已经开始有关汽车尾气排放的防控措施，目的在于提升大气环境的基本质量。 2.4社会居民的环保意识 目前人们社会生活水平明显提升，由于人口基数较大，我国的能源消耗量巨大，这也是一种变相式的大气污染情况。部分居民由于生活习惯或意识的问题，就会对大气环境保护的自觉性与约束性不强，不配合也不反对政府以及有关部门的管理工作，放任其污染或破坏的行为。 3大气环境污染的有关治理方法 3.1加强法律法规的引导与约束作用 我国对环境保护的关注度逐步增强，大气环境污染的防控工作，还需要地方的宣传部门调解，增强居民的环保意识与自觉性，鼓励个体或单位参与环保项目建设，加强对危害环境行为的整治力度，发挥环境保护法律法规的基本作用。 3.2开展工业布局调整，增进绿化效果 对我国的工业发展模式或结构进行调整，首先要保证居民密集地区类似发电、发热的单位数量问题。在其建设期间考虑远郊地区，避免危害范围扩大。其次就是加强绿色植物的种植，希望通过自然生态调解，提升大气环境质量。 3.3污染源的控制力度增强 对于汽车、工业等有关大气污染较为严重的部分，国家监管部 大气环境污染因素及其治理措施研究 陈铁文王真 （重庆市綦江区生态环境监测站重庆401420） (下转第97页) 92
药物化学有关抗抑郁药的研究进展 盖聪昊 摘要：随着社会的发展，人们的生活水平也在提高，但是由于工作或者家庭等因素影响，抑郁症患者的患病人数也不断增加，而抑郁症造成的死亡人数也在直线攀升。目前，抑郁症已成为世界第四大疾病，成为全球性严重问题。[1]然而，抑郁症的病因尚不清楚。有说法认为与脑内单胺类的功能失调有关。由于缺乏脑内神经末梢突出前部释放的5-羟色胺和去甲肾上腺素类神经介质，造成精神失常，同时，当去甲肾上腺素功能低下时，机体会表现出抑郁症。因此，抗抑郁症药物可以通过调节肾上腺素和5-羟色胺含量治疗抑郁症。现今，抗抑郁药物根据作用机制可分为四类：①单胺氧化酶抑制剂②5-羟色胺重摄取抑制剂③去甲肾上腺素重摄取抑制剂④α2 肾上腺素受体阻断剂。本文将若干抗抑郁药物的研究成果及市场调研情况进行了筛选和整理，对抗抑郁药物的研究进展及现今抗抑郁药的市场情况进行综合分析。 关键词：精神疾病，抗抑郁药物，研究进展，构效关系，病理机制 1、单胺氧化酶抑制剂（MAOI） 单胺氧化酶抑制剂是最早用于抑郁症治疗的药物，在20世纪五十年代被发现，在当时被广泛使用并取得一定成效。其中大多数为肼类，具体有异烟肼、苯乙肼、异卡波肼等。但由于此类药物都含有肼结构，毒性较强，有较大副作用，临床表现为急性肝脏萎缩，高血压危象等。因而逐渐退出市场。苯乙肼与异卡波肼现今尚临 床用于恐惧症[2] 1.1代表药物 1.1.1吗氯贝胺 吗氯贝胺的化学名称为4-氯-N-[2-（4-吗啉基）乙基]苯甲酰胺，由异丙醇重结晶得到的白色结晶性粉末，mp.138~139℃。合成方法是以吗啉与丙烯酰胺反应，再经次氯酸钠降解得到4-（2-氨基）乙基吗啉。再用对氯苯甲酸和氯甲酸乙酯反应形成酸酐后，与4-（2-氨基）乙基吗啉酰胺反应所得。 吗氯贝胺是特异性MAO-A的可逆性抑制剂，临床对精神运动性迟滞的抑郁患者适用,对用TCA无效的抑郁症、非典型性抑郁症和伴焦虑的老年患者也有疗效,也能改善睡眠质量[3]。该药杜绝了肼类药物的肝脏毒性，且不良反应较轻，停药24小时内即可恢复MAO活性。是MAO-A抑制剂类药物的代表药物。 1.2.2托洛沙酮 托洛沙酮也是一类新型结构的特异性MAO-A 可逆性抑制剂，可以选择性抑制单胺氧化酶活性，阻 断5-羟色胺和去甲肾上腺素代谢。。此药口服吸收快， 给药30min即可达到血液浓度高峰。
第 18卷增刊 2 系 统仿真学报 ? V ol. 18 Suppl.2 2006年 8月 Journal of System Simulation Aug., 2006 ? 24 ? 大气环境仿真建模方法研究 许丽人,徐幼平,李鲲,成巍,程锐,邓志武 (北京市应用气象研究所 , 北京 100029 摘要:大气环境仿真模型是大气环境仿真试验及大气环境仿真系统建设的基础和前题, 是综合自然环境仿真的重要组成部分。阐述了大气环境仿真模型的三种设计方法, 即理想化模型、统计特征模型和数值模型, 并着重以统计特征模型为例, 提出了统计建模的具体步骤和方法, 最后指出了大气环境仿真模型的关键技术及其发展中应注意的问题。关键词:大气环境仿真;综合自然环境;仿真模型;关键技术 中图分类号:TP391.9 文献标识码 :A 文章编号:1004-731X (2006 S2-0024-04 Research on Modeling Methods of Atmospheric Environment Simulation XU Li-ren, XU You-ping, LI Kun, CHENG We, CHENG Ru, DENG Zhi-wu (Beijing Institute of Applied Meteorology, Beijing 100029
Abstract: The atmospheric environment simulation model is basis and proposition for atmospheric environment simulation experiment and atmospheric environment simulation system, is one of important parts of synthetic natural environment(SNE simulateion. Firstly, three design methods of atmospheric environment simulation model are discussed, such as idealized model , statistical characteristic model and numerical model. Secondly, by taking statistical characteristic model as an example, the process and means of statistical modeling are presented. Finally, the key technologies of atmospheric environment simulation model and attentive questions during the process of developing are pointed out. Key words: atmospheric environment simulation; synthetic natural environment(SNE; simulation model; key technologies 引言 综合自然环境 (Synthetic Natural Environment, 简称 SNE 仿真是包括地形、大气、海洋和空间在内的整个自然环境, 其研究对象包括了整个自然环境仿真领域, 目标是为国防和军事领域的建模和仿真应用提供权威、一致的综合自然环境数据和模型。大气环境是 SNE 的重要组成部分,对社会活动、作战过程以及武器装备的性能等具有重要影响。 1995年美国国防部发布了建模与仿真主计划(Modeling and Simulation Master Plan, MSMP[1]。 该计划提出了基本发展战略和设想, 以及要努力实现的 6大目标, 其中第二大目标就是提供自然环境适时而权威的表示。 大气的动态和静态物理特性对武器系统性能及作战效能的影响, 一直是武器系统设计和作战使用所必需考虑的重要问题 [2-3]。利用大气环境仿真手段深入研究大气环境特征及其模型, 对于优化武器系统设计、提高武器系统环境适应性能及其作战能力,都是非常必要的 [4-6]。
关于大气污染和保护的论文 （赵颖慧，制药101,2010013036） 摘要：工业革命以来，特别是20世纪以来，许多国家相继走上了以工业化为主的发展道路。在人类创造前所未有的物质财富的同时，环境问题也一直呈现着地域上扩张和程度上恶化的趋势。环境问题已逐渐成为全球性的问题。而对中国——一个发展中国家而言，回首二十世纪，我国经济获得了长足的发展，生产力水平大大提高。但是，传统模式下的生产力的提高在驱动经济增长和伟企业带来利润的同时，却使我们的地球家园变得千疮百孔，不堪重负。关键词：大气污染污染源治理途径 所谓大气污染是指人类生产、生活活动或自然界向大气排出各种污染物,其含量超过环境承载能力,使大气质量发生恶化,使人们的工作、生活、健康、设备财产以及生态环境等遭受恶劣影响和破坏。污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界向大气排放污染物的地点或地区,如排放灰尘、二氧化硫、硫化氢等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯气,以及发生森林火灾、地震等自然灾害的地方。人为污染源则又可按不同的方法分类:按污染源空间分布方式可分为点污染源、面污染源、区域性污染源;按人们的社会活动功能可分为生活污染源、工业污染源、交通污染源等;按污染源存在的形式可分为固定污染源和移动污染源。 一、我国大气污染现状 人类需要呼吸新鲜空气来维持生命，每天空气都会成千上万次地有规则地通过我们的鼻腔进出我们的肺。而洁净的空气对于生命来说比任何物质都重要，人在5周内不吃饭，5天内不饮水尚能生存，而空气仅断绝5分钟就会死亡。可见空气是人类和其他一切生命有机体一刻也不可缺少的生存条件。然而现在的我们却对空气多了一份恐惧，那污染严重的“毒气”时不时的让我们担忧：是否会有可怕的化学物质通过呼吸进入我们的体内，日积月累，给我们带来难以预料的后果。 也许你会说这是杞人忧天，但数据明确地向我们指明了现实。《2000年中国环境状况公报》指出：中国城市空气状况与前几年相比有所好转，但整体的污染水平仍较严重。在受到监测的338个城市中，大气环境质量符合国家一级标准的城市不到3%，空气污染指数高于三级的城市占到了63.5%，其中有112个城市的平均污染指数达到了四级，属重度污染。目前严重影响中国城市空气质量的污染物为悬浮颗粒物（TSP）或称为可吸入颗粒物（PM10，即直径在10微米以内的悬浮颗粒物）。由于可吸入颗粒物上常常附着有害的重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等，它们被人尤其是儿童吸入后，对健康的危害很大。而在全球的大气监测中，参与的北京、上海、西安、沈阳、广州五个城市，在全球污染最严重的城市中，名列前10位，而这五个城市还不是全国最差的。 从上述的数据我们可得知中国大气污染现状有多恶劣。而何为大气污染呢？大气污染是指污染物进入大气层之后，空气除了正常成分外，又增加了新的成分，致使大气在成分、气味、颜色和性质等方面发生变化，从而危害生物的生存和人类的生活环境，影响人体健康，给正常的工农业生产带来不良后果的大气状况。1930年比利时发生的马斯河谷事件，20世纪40年代初期美国洛杉矶发生的光化学烟雾事件都属于因大气污染而造成的公害事件。大气中的污染物不计其数，只算已对人类产生危害，或已引起人们注意的大致就有百余种。其中影响范围广，已对人类形成威胁的有粉尘、飘尘、SO2、CO、NO2、碳氢化合物(HC)、H2S、NH3等，所以这些污染物都是危害人体健康的潜在因素。据不完全统计，目前全世界每年排入大气中的污染物质量总计达10.7亿多吨，其中粉尘、SO2、CO所占比重较大。试想一下，每人每日将多少污染物在不知情的情况下吸入了肺中。 二、大气污染物及来源 排入大气中的污染物，从产生来源来看，可分为自然污染源和人为污染物。而大气污染
吞咽功能障碍评估指引 对于每一个疑似吞咽障碍的病人，根据吞咽功能障碍评估流程进行评估，通过饮水/吞糊测试初步筛选存在吞咽困难的病人，应遵循‘吞咽功能障碍患者饮食护理指引’，护士应密切观察病人进食情况，及早发现吞咽困难的症状，做好警示提示，避免误吸，做好安全进食/喂食宣教，根据病人存在的问题进行吞咽训练指导，预防吸入性肺炎的发生。同时做好护理记录及交班。 1、吞咽功能的评估必须根据医嘱执行。 2、新入院疑似吞咽障碍的病人，先进行饮水测试，如果测试失败，再进行吞糊测试。 吞糊测试成功：需指导病人/家属暂时进食米糊及进食技巧。 饮水测试失败者：指导避免直接饮水。24h后再进行饮水测试，如果饮水测试仍失败，则需指导病人饮水时加适量米粉或暂进食稠状液体。 饮水/吞糊测试均失败：指导病人/家属暂不能经口进食；并把测试结果报告医生，根据医嘱留置鼻饲管；做好记录和交接班。 （1）停留鼻饲管的病人拔管前：先进行吞糊测试，测试成功后再进行饮水测试，并观察病人进食过程是否出现吞咽障碍的症状，一旦出现，立即停止测试（必要时负压吸痰），立即报告医生及时处理。 3、对于以下病人应转介言语治疗师进行吞咽评估的功能促进： （1）意识不清/昏迷的病人 （2）气管切开的病人 （3）吞咽神经功能障碍的病人 （4）痰多需频繁吸痰的病人
吞咽功能障碍评估流程
吞咽功能障碍评估：饮水测试表 科室床号姓名性别年龄登记号 ★饮水测试评估： 有以下任一种“是”的情形，均不能进行饮水测试 ★步骤： 1、评估病人意识（清醒□合作□不合作□），与家属沟通。 2、医生开医嘱。 3、向病人解释测试的目的，配合法，取得合作。 4、器具准备：一杯50ml的温开水，一个5ml的汤匙。 5、病人取坐位，卧床患者抬高床头30°，取半坐卧位。 6、指导病人配合，饮水时不要讲话，喝水时间无限制。 7、前20ml水由护士用汤匙喂，每次5ml。 8、剩余30ml温水如往常一样饮用，注意观察患者饮水经过，并记录所用时间，记录饮水情况，详见洼田饮水试验结果及判断表 9、观察测试过程中是否出现吞咽困难/误吸症状：呛咳、咳
2.9大气环境保护 课时安排：1课时 教学目的：使学生认识全球变暖、臭氧层破坏和酸雨等全球性大气环境问题成因及其危害，了解大气环境保护的措施等。 教学重点、难点：大气环境问题危害及其保护的措施、大气环境问题成因 教具准备：教学挂图等 教学方法：讲述法、对比分析法、归纳总结法 教学过程： 本课教材主要讲述引起国际社会最为关注的全球性大气环境的三大问题：全球变暖、臭氧层的破坏、酸雨危害。 一、全球变暖 1、现象：近百年来全球气温上升了0.6～0.9C0，全球气候有变暖的趋势。 2、原因：1）自然原因 2）人为原因：人类活动使大气中CO2浓度增加，且呈越来越快的趋势。 ； 一是燃烧矿物燃料向大气中排放大量的CO 二是毁林，尤其是热带森林的破坏。 提问：目前地球上哪个地区的热带森林破坏最严重？ 答巴西的亚马孙河流域破坏最严重，这里也是世界最大的热带原始林。 3、影响：全球生态环境和社会经济 ①引起海平面上升。 一方面气温升高，海水温度也升高，造成海水膨胀而导致； ②引起世界各地区降水和干湿状况的变化，进而导致世界各国经济结构的变化。 例：现在农业发达的中纬度地区，因蒸发强烈变干旱，从而退化成草原；而高纬地区因变暖降水增加，变得适宜温带作物生长。
4、措施：提高能源利用技术和利用效率，采用新能源。 努力加强国际间的合作。 教师可组织学生就世界最大的CO2排放国美国拒绝《京都议定书》作简要讨论。 二、臭氧层的破坏与保护 1、现象：卫星观测资料表明，20世纪70年代以来，全球臭氧总量明显减少，南极附近臭氧量减少尤为严重，出现了“南极臭氧洞”。 “南极臭氧洞”（教材63页图2.37）——指南极地区出现全球臭氧最低值（约为全球平均值的30%～40%）。只在春季（9～11月）出现，持续1个月左右。 2、平流层臭氧减少的原因： 1）自然因子：如太阳活动等； 2）人类使用消耗臭氧的物质。 如：使用冰箱、空调时释放出的氟氯烃化合物，上升到平流层后，通过光化学反应大量消耗臭氧。紫外线 CF2Cl2·CF2Cl+·Cl ·Cl+O3ClO·+O2ClO·+O3·Cl+2O2 3、臭氧层破坏的危害 据研究，大气中的臭氧总量减少1%，到达地面的太阳紫外辐射就会增加2%。 一方面直接危害人体健康。如增加皮肤癌、损害眼睛、削弱免疫力等 另一方面对生态环境和农林牧渔业造成破坏。 如农产品减产及品质下降、渔业产量下降、破坏森林等 4、保护臭氧层的措施 减少并逐步禁止氟氯烃等消耗臭氧层的物质排放，积极研制新型的制冷系统。 教材63页阅读材料全球合作保护臭氧层。1995年《保护臭氧层维也纳公约》签署10周年之际，150多个国家代表参加的维也纳保护臭氧层国际会议规定，发达国家停止使用氟氯烃的期限提前到2000年，发展中国家则在2016年冻结使用，2040年淘汰。我国积极参与国际合作保护臭氧层，并制定了《中国逐步淘汰臭氧层物质国家方案》。