材料大气环境腐蚀国家野外科学观测研究试验站-国家科技基础条件

通过认定的23个国家科技基础条件平台名单序号平台申报名称依托单位主管部门1 国家生态系统观测研究网络中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院2 国家材料环境腐蚀野外科学观测研究平台北京科技大学教育部3 国家计量基标准（物理部分）资源共享基地中国计量科学研究院国家质量监督检验检疫总局4 中国应急分析测试平台钢铁研究总院国家资产管理委员会5 北京离子探针中心中国地质科学院地质研究所国土资源部6 国家大型科学仪器中心中国科学院化学研究所中国科学院7 国家农作物种质资源平台中国农业科学院作物科学研究所农业部8 国家微生物资源平台中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部9 国家标准物质资源共享平台中国计量科学研究院国家质量监督检验检疫总局10 标本资源共享平台中国科学院植物研究所中国科学院11 国家实验细胞资源共享平台中国医学科学院基础医学研究所卫生部12 水产种质资源平台中国水产科学研究院农业部13 国家林木（含竹藤花卉）种质资源平台中国林业科学研究院国家林业局14 家养动物种质资源平台中国农业科学院北京畜牧兽医研究所农业部15 林业科学数据平台中国林业科学研究院国家林业局—1—序号平台申报名称依托单位主管部门16 地球系统科学数据共享平台中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院17 人口与健康科学数据共享平台中国医学科学院卫生部18 农业科学数据共享中心中国农业科学院农业信息研究所农业部19 地震科学数据共享中心中国地震台网中心中国地震局20 气象科学数据共享中心国家气象信息中心中国气象局21 科技文献共享平台国家科技图书文献中心科技部22 国家标准文献共享服务平台中国标准化研究院国家质量监督检验检疫总局23 中国数字科技馆中国科学技术馆中国科学技术协会—2—。

材料环境腐蚀国家野外科学观测研究试验站网管理办法第一章总则第1条为了系统地进行材料（制品）的环境适应性研究，长期积累各类材料在我国典型自然环境（大气、水、土壤）中的腐蚀数据，提高我国材料环境腐蚀研究及相关学科研究水平，为提高我国材料的服役性能、材料领域的创新能力和整体水平，为国家经济建设、国防建设、科技进步、技术创新，以及材料科学发展提供系统的科学数据和决策依据，建立了“材料环境腐蚀国家野外科学观测研究试验站网”（以下简称腐蚀站网）。

为进一步做好腐蚀站网工作，规范管理，促进材料腐蚀试验站网络化建设和发展，特制定本办法。

第2条腐蚀站网是科技部领导下的国家野外科学观测研究站网络建设的重要组成部分，是我国材料领域科技创新体系的重要组成部分，是我国材料环境腐蚀试验研究的重要基地。

腐蚀站网是在国家科技部、国家自然科学基金委员会、国防科技工业委员会等部门的领导与支持下，根据我国材料环境腐蚀试验站的基础条件和科技部建设国家野外台站规划，通过遴选、评审、整合后确定的28个试验站和1个综合研究中心构成。

材料环境腐蚀国家野外科学观测研究试验站（以下简称试验站）是按一定标准遴选的、行业中水平最高、最有代表性的腐蚀试验站，是国家材料环境腐蚀数据积累基地，是我国材料环境腐蚀试验研究基地，是材料环境腐蚀试验示范基地。

第3条腐蚀站网建设目标：根据我国材料环境腐蚀试验站的基础条件和科技部建设国家野外台站规划，遴选、整合并完善材料环境腐蚀国家野外科学观测研究试验站网体系；持续积累材料在我国典型环境中腐蚀数据；深入研究材料在西部典型自然环境和东部工业污染环境中的腐蚀规律与行为预测。

最终建成开放、共享、具有“观测、研究、示范”作用的材料环境腐蚀试验研究基地，实现材料环境腐蚀数据为重大工程和创新工程的共享服务。

第4条腐蚀站网的基本任务：完善材料环境腐蚀国家野外科学观测研究试验站网体系建设，建成开放、共享的材料环境腐蚀试验研究基地；根据国家经济建设和科技发展的需求，系统进行材料（制品）环境适应性试验，长期积累各类材料在我国典型自然环境(大气、水、土壤)中的腐蚀数据，开展材料腐蚀行为与环境因素相关性的基础研究，提高材料环境腐蚀科学的研究水平；完善数据共享服务平台建设，实现材料腐蚀数据为重大工程建设和科技创新的共享服务；研究制订材料环境腐蚀有关资源和科学数据共享服务的办法、办法及相关规范和标准；建立与稳定一支服务于腐蚀站网建设与运行管理的专业化队伍，为全面提高我国各类材料的服役性能、使用寿命和国际竞争力做出贡献。

国家科技基础条件平台建设专项简介国家科技基础条件平台建设专项简介国家科技基础条件平台建设专项（以下简称“平台专项”）由科技部、财政部共同组织实施，目前主要面向研究实验基地和大型科学仪器设备、自然科技资源、科学数据、科技文献、网络科技环境等国家科技基础条件资源的整合共享，促进全社会科技资源高效配置和综合利用。

在“十一五”国家科技计划体系中，平台专项被列为与973计划、863计划、科技支撑计划同等地位予以实施，由中央财政提供持续稳定的资金支持。

一、主要支持方向根据《2004-2010年国家科技基础条件平台建设纲要》和《“十一五”国家科技基础条件平台建设实施意见》的部署，目前平台专项重点支持以下6个领域共享平台建设：1、研究实验基地和大型科学仪器、设备共享平台在整合国家、部门、地方相关研究实验资源的基础上，组建跨领域、高水平的国家基础性研究实验基地，提高重点领域的装备水平，打破封闭，营造开放、共享的研究实验环境。

在巩固区域性大型科学仪器协作共用网的基础上，推进大型科学仪器、设备、设施的建设与共享，逐步形成全国性的共享网络，提高仪器、设施的综合利用效益。

对现有的野外观测台站（网）进行评估、筛选、整合与重组，加快信息化建设，改善台站观测环境和科研条件，形成一批联网运行和资源共享的综合性、专业性野外观测实验基地。

2、自然科技资源共享平台加强动物、植物种质资源，微生物菌种、人类遗传资源，标准物质、实验材料，岩矿化石标本和生物标本等资源的搜集、保藏和安全保护，整合和完善国家种质资源库、国家实验材料和标准物质资源库、国家岩矿化石标本和生物标本资源库（馆）。

按照统一规范的要求，提高资源加工、利用的数字化水平和管理水平，完善信息化、网络化的服务体系，形成体现区域特色、质量稳定、库藏不断增加、保存和利用水平持续提高的自然科技资源保障体系。

3、科学数据共享平台打破条块分割，对相关部门和行业长期持续积累的数据资源，以及国家科技计划项目的数据进行整理、汇交和建库。

附件1：国家科技基础条件平台等三个专项2004年度支持重点2004年，科学技术部和财政部整合“国家科技基础条件平台专项经费”、“中央级科研院所科技基础性工作专项经费”、“科技文献信息专项经费”三个专项经费，统一用于国家科技基础条件平台（以下简称平台）建设。

按照平台建设突出重点、分步实施的原则，在前期试点工作的基础上，以资源整合为主线，以信息化、网络化带动实物资源共享为工作重点，遴选科技发展急需且现有基础条件较好的领域予以优先支持。

支持重点为以下七个领域14个方面：1. 国家实验基地与大型科学仪器设备建设（1）国家实验研究基地完善国家、部门、地方三个层次的实验室体系建设，逐步形成一批布局合理、装备先进、共建共享、流动开放、高效运行的国家实验研究基地。

推进国家重点实验室的改革和调整，推动有条件的实验室拓宽方向，凝聚和吸引更多的优秀人才。

进一步促进国家实验室、国家重点实验室的开放、共享和合作交流，鼓励和倡导机制创新，为实验室高效运行提供保障。

（2）完善全国大型科学仪器设备协作共用网利用信息化带动仪器设备的开放使用，在全国进一步推动协作共用工作发展，推动大型仪器设备的社会共享；补充、完善大型科学仪器设备资源信息库；加强现有科学仪器设备运行和管理的信息化；试行大型科学仪器协作共用、共建共享中心的运行补贴办法，促进共建共享中心的建立。

（3）加速国家对地观测系统建设通过增强功能和数据资源整合，建成由4站－25个应用结点组成的EOS-MODIS共享网。

开展多分辨率、先进雷达卫星遥感数据的获取、处理和共享平台试点建设，实现多光谱与先进雷达ENVISAT-ASAR数据和MODIS数据共享平台的有机结合；对卫星数据获取的设备进行改进和改造，增强国产化卫星数据接收设备的性能；建立和完善多光谱、先进雷达遥感数据共享服务的标准体系；利用国际先进的网点技术，实现遥感数据的安全存储和快速服务，逐步完善我国高效运行的遥感地面支撑系统；整合和完善陆地卫星遥感数据共享分发系统。

科技部办公厅关于印发《国家野外科学观测研究站建设发展方案（2019-2025）》的通知文章属性•【制定机关】科学技术部•【公布日期】2019.06.20•【文号】国科办基〔2019〕55号•【施行日期】2019.06.20•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】基础研究与科研基地正文科技部办公厅关于印发《国家野外科学观测研究站建设发展方案（2019-2025）》的通知国科办基〔2019〕55号各省、自治区、直辖市及计划单列市科技厅（委、局），新疆生产建设兵团科技局，国务院有关部委、有关直属机构科技主管单位，各有关单位：根据《国家科技创新基地优化整合方案》（国科发基〔2017〕250号）和《国家野外科学观测研究站管理办法》（国科发基〔2018〕71号）的相关要求，在充分调研和广泛征求部门意见的基础上，科技部会同财政部研究制定了《国家野外科学观测研究站建设发展方案（2019－2025）》，现印发给你们，请认真贯彻执行。

科技部办公厅2019年6月20日国家野外科学观测研究站建设发展方案（2019－2025）国家野外科学观测研究站（简称“国家野外站”）是重要的国家科技创新基地之一，是国家创新体系的重要组成部分。

国家野外站面向社会经济和科技战略，依据我国自然条件的地理分布规律布局，通过长期野外定位观测获取科学数据，开展野外科学试验研究，加强科技资源共享，为科技创新提供基础支撑和条件保障。

为更好地推进新时期国家野外站的建设发展，按照《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》《国家科技创新基地优化整合方案》《“十三五”国家科技创新基地与条件保障能力建设专项规划》等文件要求，制定本建设发展方案。

一、发展现状和建设需求1. 现状与成效。

我国历来高度重视野外科学观测和试验研究工作。

从1999年开始，科技部会同有关部门，围绕生态系统、特殊环境与大气本底、地球物理和材料腐蚀等4个方面，遴选建设了106个国家野外站。

教育部野外科学观测研究站申请书野外站名称：依托单位（公章）：野外站负责人（签字）：联系人：电话：传真：电子邮箱：________________________________________通讯地址：邮政编码：中华人民共和国教育部年月一、建站目的和意义二、野外站基本信息野外站名称，所属领域类型，区域代表性或学科代表性，建设承担单位，建设项目负责人及建设地点等信息。

三、野外站定位与发展目标观测内容及研究方向，近期重点、预计达到的目标。

四、野外站基础条件1、主要试验观测仪器野外试验观测场地的仪器设备和实验室的仪器设备条件，重点描述仪器设备是否满足野外站试验观测的要求，仪器设备的使用率和维护状况。

2、试验观测场及基础设施重点描述野外试验观测场地及其设施条件是否满足野外站试验观测的要求，包括：试验观测场的辅助设施条件、土地使用权（附野外站土地证或土地使用协议的复印件）、试验观测场地的条件、试验观测场地的稳定状况和维护、数据传输通讯条件、用于试验观测的车船条件等。

3、基础数据描述试验观测数据的数据集，数据量和积累的年限，数据规范和数据库建设情况。

4、工作和生活设施野外站具备的工作和生活条件，如通讯、网络通讯的条件和交通条件，包括车辆和交通状况等；科技人员居住条件和接待客座人员的能力，包括食宿条件、水电暖设施、防火防雷等安全设施等。

五、研究状况1、承担任务近5 年来野外站以及依托本站条件所承担的科研任务情况，包括项目名称、项目级别和经费数量等。

2、研究成果近5 年取得的科研成果，包括发表的论文数和刊物级别、主要的学术贡献、获奖情况、对国家和地方建设发展的贡献。

包括本站人员获得的成果和依托本站条件（仪器设备、试验观测场、数据等）获得的成果。

六、科技队伍状况1、学术带头人本站重点研究领域的学术带头人的姓名、职称、单位以及依托本试验站条件（仪器设备、试验观测场、数据等）组织申请的项目、发表的论文情况和获奖情况。

第二届"共享杯"大学生科技资源共享与服务创新实践竞赛第二届“共享杯”大学生科技资源共享与服务创新实践竞赛参赛截止时间：2014年10月31日竞赛背景国家科技基础条件平台（以下简称“国家科技平台”）是科学技术部、财政部共同推动的一项重要工作，旨在促进科技资源开放共享，服务社会科技创新。

目前，国家科技平台已覆盖大型科学仪器设备、自然科技资源、科学数据、研究实验基地、科技文献等领域科技基础条件资源，为科技进步、经济和社会发展发挥重要支撑作用。

大学生、研究生是我国科技资源的重要生产者和使用者。

为推进国家科技平台资源进校园、进院所，进一步深化科技资源开放共享工作，促进在校大学生、研究生充分利用国家科技平台资源开展科技活动，培养学生科技创新实践能力，科学技术部国家科技基础条件平台中心组织开展了“共享杯”大学生科技资源共享与服务创新实践竞赛活动。

2013年5月-12月，在各方共同努力下，第一届“共享杯”竞赛获得圆满成功。

共有来自全国高校和研究院所的1000余个团队和个人报名参赛，大赛受到新华网、中新网、人民网、科技日报等多家媒体的关注，获奖优秀作品得到专家的高度肯定，社会反响强烈。

2014年5月-12月，将举办第二届“共享杯”竞赛。

本届竞赛将在第一届竞赛基础上，优化比赛组织和设计模式，扩大宣传推广范围，进一步加大对选手的奖励支持力度，增强比赛吸引力。

竞赛目的加强大学生、研究生群体对国家科技平台和科技资源开放共享的认识和理解，提高在校学生的科技资源利用水平；为学生提供优质科技基础条件资源，开展科学研究和发明创造，提高学生科技创新能力，培养、发掘具有创新实践能力的科技优秀人才。

竞赛原则竞赛坚持公平、公正、公开原则。

竞赛设立竞赛组织委员会、专家委员会和竞赛组委会秘书处，实行匿名评审，竞赛所有工作流程、获奖作品等均在竞赛官方网站公布公示，同时邀请相关媒体进行监督。

竞赛坚持公益原则。

参赛人员不需要缴纳报名费和评审费，为广大青年学子提供一个充分展示与历练的平台。

全国气象科学技术大会今天在北京开幕。

这是气象行业在新世纪召开的第一次全国科技大会，是全面贯彻落实科学发展观，加强自主创新、建设创新型行业的动员大会，必将成为我国气象科技发展史上的又一个里程碑。

进入21世纪，在科学技术的引领和推动下，人类正经历着从工业社会向知识社会的演进。

科学技术创造出的新的经济增长点，在解决社会可持续发展的一系列重大问题上发挥着越来越重要的作用，成为经济社会发展的重要推动力量和财富形成的主要源泉。

本世纪头20年，是我国经济社会发展的重要战略机遇期，也是气象科学技术发展的重要战略机遇期。

建设资源节约型、环境友好型社会，提高国际竞争力和抗风险能力，是我们国家，更是气象科技工作者面临的艰巨任务和严峻挑战。

只有抓住科技革命稍纵即逝的难得机遇，显著提高气象科技实力特别是自主创新能力，才有可能实现更快、更好地发展。

今天，我们站在“十一五”的开端，回望过去的五年，气象事业前进的轨迹依然让人心潮澎湃。

"战略"促发展“十五”是中国气象事业发展的一个关键时期，这个"关键"首先突出地体现在整体战略的探索、凝练和提升，为“十五”气象事业和科技发展谱下了精彩的序曲和奏鸣。

期间，中国气象局以科学发展观为统领，首先提出了“拓展领域、科技兴气象、人才强局”三大战略，有力地促进了事业发展，进而于2004年开始了中国气象发展史上规模最大的一次战略研究工作，历时一年多的时间，取得了重大研究成果。

为什么要进行如此大规模的战略研究？答案很明确，就是“发展”。

因为随着气象科技的不断进步，世界范围内对天气的认识已经扩展到气候系统五大圈层及其相互作用，气象业务已经从传统的天气预报扩展到气候预测、气候变化预估、大气成分监测与分析等领域，气象事业已经深入到政治、经济、社会、国家安全、环境外交和可持续发展等方方面面并发挥着越来越重要的作用。

由此，站在国家利益和整个中国气象事业发展的层面上统一规划中国气象事业，进一步认识气象事业的真正内涵；站在全面建设小康社会以及树立和落实科学发展观的层面上，重新审视经济社会发展对气象的需求；站在世界科技发展前沿和经济、科技全球化的层面上，确定未来20年中国气象事业发展的战略目标和主要任务已成为紧迫而现实的任务，更成为战略研究的动因。

中国科学D辑:地球科学 2009年 第39卷 第2期: 222~228 222 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS我国4个国家级本底站大气CO2浓度变化特征刘立新, 周凌晞*, 张晓春, 温民, 张芳, 姚波, 方双喜中国气象科学研究院, 中国气象局大气成分观测与服务中心, 中国气象局大气化学重点开放实验室, 北京 100081* 联系人, E-mail: zhoulx@收稿日期: 2008-05-20; 2008-08-05国家自然科学基金(批准号: 40775078)、国家重点基础研究计划(编号: 2006CB403701)、国际科技合作项目(编号: 2007DFA20650)、国家科技基础条件平台建设项目(编号: 2005DKA10602)和中国气象局气候变化专项(批准号: CCSF2007-1)资助摘要CO2是影响全球温度的主要温室气体, 其浓度变化状况能反映出不同区域大气受自然和人为活动影响的程度. 以中国气象局青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山4个国家级大气本底站为研究基地, 每周一次进行Flask瓶采样/实验室非色散红外吸收法CO2浓度分析. 根据2006年9月~2007年8月期间观测资料, 并结合瓦里关长期在线观测数据处理经验, 对大气CO2采样分析数据本底浓度筛选方法进行了初步探讨, 并对我国4个典型区域大气CO2本底浓度特征进行了探索性分析, 可以为深入了解我国典型区域温室气体浓度现状奠定基础. 结果表明: 观测期间瓦里关、上甸子、临安和龙凤山站大气CO2浓度水平分别为383.5, 385.9, 387.8和384.3 ppm. 瓦里关站大气CO2浓度变化较为平稳; 而上甸子和临安两个区域本底站分别受到京津塘经济圈和长三角经济圈人类活动的显著影响, 浓度波动较大; 龙凤山站由于受到植被光合作用和人类活动的综合影响, 大气CO2浓度季节变化规律最为明显. 关键词大气CO2瓶采样本底数据筛选浓度特征区域差异二氧化碳(CO2)是影响全球温度的主要温室气体之一, 随着全球工业化进程的不断加快, 人类活动造成的大气中温室气体浓度的升高给全球的气候、生态、经济等各方面带来显著影响, 受到世界各国政府、科学家和社会公众的普遍重视[1~3].美国Mauna Loa观测站自1957年开始对大气CO2浓度进行观测, 迄今为止近50 a的观测记录, 为大气CO2浓度持续增加提供了有力证据[4]. 此后, 主要发达国家凭借先进的技术设备和雄厚的经费投入, 在全球不同经纬度地区建立本底观测站并逐渐形成观测网, 如美国国家海洋与大气管理局地球系统研究实验室(NOAA/ESRL)、澳大利亚联邦科工组织海洋与大气研究中心(CSIRO/CMAR)、加拿大气象局(MSC)、日本国立环境研究所(NIES)等, 通过在不同地区开展在线观测或间歇式采样分析, 为系统研究大气温室气体浓度动态变化规律、源汇机制等做出了重要贡献[5~7].我国在温室气体本底观测方面的工作起步较晚, 20世纪80年代之后在青海瓦里关、浙江临安、黑龙江龙凤山、甘肃民勤、青海五道梁及北京城区等地陆续开展了短期的温室气体浓度观测, 为我国温室气体研究积累了宝贵经验[8~12]. 但基于当时科研条件的限制, 一些问题还有待进一步探讨, 例如, 国内早期大多用不锈钢瓶或复合膜气袋存贮样品, 容器内壁对气体的吸附、与气体间的碳交换或轻微漏气等给分析结果带来一些不确定性; 此外, 分析大气样品时采用的标气并不统一, 较难进行相互间的比较. 随着我国科研工作者的努力以及国际合作交流的加强, 以上问题正逐步得到解决.中国气象局现有青海瓦里关全球大气本底站中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第2期223(2001年入选科学技术部“国家重点野外科学观测试验站”试点站, 并于2006年经考核评估被正式列入科学技术部“国家大气成分本底野外观测研究站”)和北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山3个区域大气本底站(2005年入选科学技术部“国家大气成分本底野外观测研究站”), 以上4个站点也已正式加入世界气象组织全球大气观测网(WMO/GAW), 陆续开展了多种大气成分观测, 2006年起全面开展了温室气体采样工作[13~15]. 本文较系统地探讨了我国几个典型区域大气CO 2本底浓度特征, 并对其源汇输送和本底数据筛选方法等进行了探讨.1 区域概况及研究方法1.1 研究区域自然概况本研究对2006年9月~2007年8月期间青海瓦里关全球本底站以及北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山3个区域本底站大气CO 2浓度进行了采样分析. 其中, 青海瓦里关全球本底站是WMO/GAW 位于欧亚大陆腹地唯一的全球本底站[13]; 其他3个区域本底站地处我国典型的气候、生态与经济关键区, 大气环境具备区域本底特征(表1).1.2 采样及分析方法大气样品采样及实验室集中分析均参照WMO/ GAW 推荐的方法进行[16,17], 采样设备包括便携式采样器和Flask 硬质玻璃瓶, 为保证采样质量, 采样时2个Flask 瓶串联(青海瓦里关站为4瓶串联), 用当地空气充分冲洗后加压至1.2~1.5 atm (1 atm =1.01325× 105 Pa, 下同). 各站点采样频率均为1次/周, 由于瓦里关站位于山顶, 采样时间选择当地清晨下沉气流期间(以避免白天上坡风向期间地面的人为影响), 而其他3个站点则选择在正午至下午时段采样(此时大气混合层较高, 采集的样品和自由对流层接近); 采样期间主要避开雨、雾、霾、沙尘等天气, 风速需大于 2 m/s. 依据CO 2对红外辐射选择性吸收的原理, 在实验室用非色散红外吸收方法(NDIR)并使用工作标气和零气对其浓度进行分析, 系统具有较高的测量精度和稳定性[18].1.3 数据处理及质量控制目前, 中国气象局大气化学重点开放实验室保存有两套可溯源至WMO 国际CO 2标准的一级标气, 定期对实验室CO 2二级标气和工作标气进行标定[18]. 同时, 青海瓦里关站拥有CO 2在线观测系统, 并且Flask 采样时为4瓶串联, 其中2瓶在本实验室分析, 另2瓶送往美国NOAA/ESRL 进行分析. 由于瓦里关站在线观测及中美两个实验室独立分析均采用可溯源至同一标准的工作标气, 并使用相同的样品分析流程及数据处理方法, 因此, 两实验室独立分析结果具有很好的一致性并显著相关(图1, R 2=0.983, n =106, 1 ppm=1 µL/L, 下同), 在线观测与采样分析结果也呈显著正线性相关(图2, R 2＝0.949, P =0.00), 同时无系统偏差, 说明本研究所获资料可靠, 具有国际可比性.图1 2006年9月~2007年8月期间NOAA 与CAWAS实验室串联采样分析结果表1 瓦里关、上甸子、临安和龙凤山4个本底站的自然、生态特征及区域代表性站点 纬度(N) 经度(E) 海拔/m 气候特征 植被类型代表区域 距中心城市距离 瓦里关 36°17′ 100°54′ 3816.0 高原大陆性气候浅草植被和干旱半干旱的荒漠草原及沙洲欧亚大陆腹地 距西宁市150 km 上甸子 40°39′ 117°07′ 293.3暖温带半湿润季风气候林地、农田等 京津冀经济圈 距北京市150 km 临安 30°18′ 119°44′ 138.6 亚热带季风气候 农田、稻田、灌木长三角经济圈 距杭州市50 km 龙凤山44°44′ 127°36′ 330.5 温带大陆性季风气候林地、稻田东北平原区距哈尔滨市180 km刘立新等: 我国4个国家级本底站大气CO 2浓度变化特征224图2 2006年9月~2007年8月期间在线与瓶采样数据相关图2 结果与分析2.1 大气CO 2本底浓度数据筛选大气本底是指滤除了局地条件和人为活动直接影响、已混合均匀的大气组成特征[19], 对各观测站大气CO 2浓度数据进行本底筛分, 进而获得能反映该地区大气本底特征的CO 2本底数据, 是全面掌握我国不同区域温室气体浓度变化特征和规律的基础.本研究中, 首先人工剔除由于采样操作不当、分析仪器波动等造成的明显不合理数据; 然后利用统计学方法, 将大于3σ 的数据视为异常值剔除, 在剩余数据中再将大于3σ 的数据剔除, 直至剩余数据标准差全部小于3σ. 如此逐步逼近, 可以基本去除由于气团在到达采样点前未充分混合均匀(例如明显污染气团过境)等原因造成的影响.经以上初步处理的数据, 再开展进一步的本底数据筛分. 对于青海瓦里关本底站的大气CO 2观测数据, Zhou 等[20]利用1994年7月~2000年7月连续6 a 大气CO 2在线观测资料以及80 m 近地面风场连续观测资料, 建立了该站大气CO 2本底数据的分级筛选方法, 提出水平风向NE-ENE-E 为瓦里关站温室气体观测最主要的非本底扇区. 本研究中参照此方法对2006年9月~2007年8月瓦里关站Flask 瓶采样数据进行了本底筛选.北京上甸子本底站没有CO 2长期在线观测数据, 不能完全参考瓦里关站本底数据筛分方法, 但该站拥有CO 浓度在线观测数据, 因CO 是污染气团从源区输送到边远清洁地区的标志, 可以作为CO 2人为源的示踪物[21], 而上甸子站正是受京津塘经济圈人为活动影响较大的区域(上甸子大气CO 浓度年均本底值为154.9 ppb(1 ppb=1 nL/L, 下同), 年均污染值为670.8 ppb). 因此, 本研究中结合地面风与CO 浓度变化之间的关系(表2)以及上甸子站所在地理位置、区域自然生态特征和社会经济状况, 初步将上甸子站WSW-SW-SSW, SSE 和ESE 3个来向视为非本底扇区, 如果此扇区内的浓度值高于本底值, 同时CO 2浓度值也较高, 则认为此时的CO 2浓度值为非本底数据, 予以剔除. 然后将此扇区内观测数据与CO 浓度结果进行对比, 将CO 2和CO 浓度值均显著高于其他方向的CO 2数据视为非本底数据进行筛除. 浙江临安站与上甸子站类似, 主要受长三角经济圈人为活动的影响, 因此参考上甸子站本底数据筛分方法, 初步将WNW- NW-NNW 和NNE-NE-ENE 两个来向中明显高于其他来向的CO 2数据视为非本底数据进行筛除.黑龙江龙凤山站由于观测期间大气CO 2浓度季节变化规律性较强, 没有非常明显的气团来向使其浓度造成较为剧烈的波动, 因此不能参照以上方法对其进行非本底数据筛分, 本研究中仅对明显异常的数据进行了剔除. 图3为经过不同数据处理前后4个本底站大气CO 2浓度变化情况.2.2 4个本底站大气CO 2本底浓度特征分析经对4个本底站Flask 瓶采样大气CO 2本底浓度数据筛分后, 初步获得了2006年9月~2007年8月期间不同季节青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安和黑龙江龙凤山站大气CO 2本底浓度典型值和季振幅, 见表3. 其中瓦里关站实测有效数据为96.15 %, 上甸子站73.08 %, 临安站78.85 %, 龙凤山站98.08 %(按照每周1次采样, 全年共52周计算).表2 2007年北京上甸子区域大气本底站CO 2与CO 浓度相关关系比较举例a)观测要素对比 4月18日 4月25日 6月13日 6月20日 CO 2/ppm 410.07(非本底数据) 389.41(本底数据) 380.73(本底数据) 398.19(非本底数据)CO/ppb 1219.23 186.70 155.41 925.9 a) 表中CO 2与CO 数据观测时间一致, 均为Flask 采样规定的下午13:00~15:00之间中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第2期225图3 2006年9月~2007年8月我国4个国家级本底站大气CO 2浓度本底数据筛分前后比对(a) 原始数据, (b) 本底筛分后数据表3 2006年9月~2007年8月我国4个本底站大气CO 2本底浓度典型值和季振幅(单位: ppm)观测站点 瓦里关 上甸子 临安 龙凤山 秋季(9~11月) 380.9 383.7 386.0 383.5 冬季(12~2月) 384.9 390.3 393.2 394.5 春季(3~5月) 387.8 391.7 388.8 391.7 夏季(6~8月) 380.5 377.8 383.2 368.0 季振幅13.2 27.0 17.8 37.7 本底浓度典型值383.5 385.9 387.8 384.3由表3可知, 青海瓦里关站大气CO 2本底浓度值较低, 与全球大气平均浓度增长趋势较为接近(2006年全球大气CO 2平均浓度为381.2 ppm, 近10 a 平均增长率为 1.93 ppm/a)[2], 主要是由于该站地处偏远, 远离工业区和人口稠密区, 周边没有大的人为污染源, 同时海拔较高, 各种大气成分在到达瓦里关之前已得到充分混合, 能较好地反映欧亚内陆大气本底特征.由图4可知, 瓦里关大气CO 2浓度季节变化较为明显, 8月降至最低, 4月达最高, 2006~2007年季振幅为13.2 ppm, 与其δ 13C 的季节变化规律呈显著的反相关关系, 与瓦里关长期观测数据统计结果也基本一致(图5), 反映了陆地生物圈对大气圈的强烈影响, 主要体现了北半球中高纬度陆地生态系统的周期性季节变化和源汇特征. 参考大气CO 2及其δ 13C 值长期变化趋势分析结果[22], 1991~2003年间, 瓦里关大气CO 2浓度呈逐年增长趋势, 但其δ 13C 值却逐年降低, 主要原因是化石燃料燃烧等过程产生的CO 2 含有较多轻碳同位素(化石燃料均来源于远古时期植物演化, 它们都比当今大气CO 2含有较少比例的13CO 2)[22,23], 反映了人类活动对大气中CO 2浓度及其δ 13C 的影响.Lagrangian 三维后向轨迹假定采样点气团能回溯到源地, 考虑气象场的分辨率和模式误差, 一般反推3~5 d, 在一定条件下, 能给出空气团中大气成分源区的合理信息[24,25]. 本研究中选择了观测期间不同季节中的典型时段(即与Flask 采样时间、天气条件基本吻合的时间段), 用三维后向轨迹反推3 d 空气团运移过程, 结合当地自然和人类活动背景信息, 尝试对3个区域本底站大气CO 2浓度变化给出初步的解释. 3个区域本底站中, 以龙凤山站大气CO 2浓度季节变化最大, 主要由于该区域土地覆被以森林为主, 受东北地区局地气团影响较大, 夏季由于森林生态系统光合作用对CO 2的吸收, 大气中CO 2浓度较低, 冬季则受哈尔滨、大庆、齐齐哈尔、沈阳等工业城市的影响, 工业及居民生活燃煤排放大量CO 2, 大气中CO 2浓度显著升高, 因此大气CO 2浓度值具有非常明显的季节变化规律, 季振幅可达37.7 ppm; 上甸子站和临安站则分别受到京津冀经济圈和长三角经济圈的影响较大, 这两个地区人口稠密、城市化程度高, 在人刘立新等: 我国4个国家级本底站大气CO 2浓度变化特征226图4 瓦里关大气CO 2及其δ 13C 值季节变化图5 瓦里关大气CO 2及其δ 13C 值长期变化据文献[21]修改类活动与陆地生态系统的共同作用下, 大气CO 2浓度值高于龙凤山站观测结果, 但季振幅趋缓.从以上分析结果可以看出, 我国3个区域本底站观测结果既能反映所在区域大气CO 2浓度的本底变化状况, 也能反映自然及人类活动的影响. 但迄今为止我国区域本底站稀少、观测周期较短, 在线观测系统正在建设, 目前尚无法准确掌握我国不同区域温室气体浓度变化状况及地区间的差异. 同时, 由于我国在大气CO 2稳定同位素示踪分析方面的能力还比较薄弱, 尚无法有效应用大气CO 2中碳、氧同位素比值的变化对其源汇特征进行合理区分[26], 本科研组正在这些方面积极探索, 结合前期工作基础, 以期更为深入地分析我国不同区域大气CO 2浓度变化的规律及源汇机理.3 结论本研究结果初步表明:(1) 参考青海瓦里关站长期在线大气CO 2浓度数据本底筛分方法, 将NE-ENE-E 方向视为其非本底扇区, 初步确定2006年9月~2007年8月期间大气CO 2本底浓度水平为383.5 ppm, 季振幅13.2 ppm, 可基本反映欧亚内陆大气本底特征.(2) 结合北京上甸子站CO 浓度在线观测结果与地面风的关系, 并考虑所在区域的自然生态特征和社会经济状况, 初步将WSW-SW-SSW, SSE 和ESE 3个来向、同时CO 2和CO 浓度值均显著高于其他方向的数据视为非本底数据, 观测期间上甸子站大气CO 2本底浓度385.9 ppm; 同理, 将WNW-NW-NNW 和NNE-NE-ENE 两个来向的、CO 2浓度值显著高于其他方向的数据视为非本底数据, 大气CO 2本底浓度387.8 ppm.(3) 黑龙江龙凤山站现有数据尚不能准确筛分出本底数据, 但已有夏半年观测数据能反映出东北平原陆地生态系统对大气中CO 2的强烈吸收, 而冬半年居民燃煤对大气中CO 2浓度升高有较大的影响.(4) 为弥补我国不同区域温室气体浓度长期、定中国科学 D 辑: 地球科学 2009年 第39卷 第2期227点观测资料的严重不足, 进一步估算排放量和吸收汇的动态变化, 为我国气候变化的内政、外交提供科技支撑, 尽快建立、健全我国温室气体网络化观测分析系统极为必要.致谢 感谢青海瓦里关本底站、北京上甸子本底站、浙江临安本底站和黑龙江龙凤山本底站业务人员在野外现场的辛勤工作, 感谢美国NOAA/ESRL 和CU/INSTAAR 提供经过质量控制的瓦里关Flask 瓶采样比对分析数据, 感谢审稿人提出的建设性意见.参考文献1 International Panel on Climate Change. 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