下载文档原格式
CCUS领域国家重点研发计划项目启动
杨寒
【期刊名称】《天然气与石油》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】2024年3月9日,国家重点研发计划“利用大型油气藏埋存二氧化碳关键技术标准研究与应用”项目启动会暨实施方案论证会在京举行。
“利用大型油气藏埋存二氧化碳关键技术标准研究与应用”项目的设立,是全面贯彻落实党的二十大关于“积极稳妥推进碳达峰碳中和”的战略部署,也是积极落实碳达峰碳中和“1+N”政策体系对标准化工作的重要部署。
【总页数】1页(P144-144)
【作者】杨寒
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.长江科学院派员参加国家重点研发计划“南方城乡生活节水和污水再生利用关键技术研发与集成示范”项目启动暨实施方案论证会
2.国家重点研发计划NQI专项2017年认证认可领域项目全面启动实施
3.国家重点研发计划“航空医学应急救援关键技术装备研发及应用示范”项目启动暨实施方案论证会顺利召开
4.国家重点研发计划项目“作物干旱高低温灾害预警预测与防控技术研发及集成示范”子课题
“东北玉米水稻低温冷害监测评估及预警预测研究”项目启动暨专家咨询会在哈召开US领域国家重点研发计划项目启动
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大气科学中的海气相互作用和气溶胶化学大气科学是研究地球大气组成、结构、运动、能量及其相互作用的学科。
其中，海气相互作用和气溶胶化学是大气科学领域中比较重要的研究方向。
海气相互作用是指海洋和大气之间的相互作用，包括水汽的输送、海洋表面的气体交换和海洋表面特征对气象要素的影响等。
海气相互作用对全球气候变化有着重要的影响。
气溶胶是指在大气中漂浮的固体和液体颗粒，来源包括天然和人为。
气溶胶化学研究这些颗粒的成分和对大气中的光、能和化学反应的影响。
气溶胶是影响大气质量和气象环境的重要因素。
海气相互作用和气溶胶化学是相互关联的。
海洋表面是最大的气溶胶来源之一，影响大气中的气溶胶浓度和成分。
同时，海气交换也会改变气溶胶在大气中的分布和性质。
在海气交换中，水汽的输送是一个重要的过程。
近年来的研究表明，海洋表面的温度和盐度对水汽输送的影响很大。
此外，气体交换是海气相互作用的重要组成部分，影响气体浓度的变化和传输。
气体交换在大气中的化学反应过程中也有着重要的影响。
气溶胶的成分和来源对大气中的化学反应和光学性质影响很大。
海洋表面通过海盐气溶胶、生物气溶胶等多种方式对大气中的气溶胶质量和来源进行影响。
同时，温度、盐度、光照等因素也会影响气溶胶在海洋中的生成和分布。
总的来说，海气相互作用和气溶胶化学是大气科学中的两个重要领域。
这两个领域的研究成果可以为我们提供更多有关气候变化和环境污染等问题的信息。
未来的研究需要更加深入地探讨海气交换和气溶胶化学相互关系的机制，以便更好地预测和应对全球气候和环境问题。
FGOALS高分辨率气候模式系统模式研制与应用综述俞永强;安博;刘海龙;包庆;林鹏飞;何编;郑伟鹏;栾贻花;白文蓉;李恬燕【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2024(48)1【摘要】当今气候系统模式发展的重要趋势之一,是通过提高模式的空间分辨率,改进对气候系统中多尺度相互作用过程和极端事件的模拟能力。
过去5年里,中国科学院大气物理研究所发展并完善了25 km分辨率大气环流分量模式FAMIL2.2、1/10°分辨率海洋环流分量模式LICOM3.0,并以此为基础建立了高分辨率气候系统模式FGOALS-f3-H。
利用上述高分辨率模式,开展了大量的数值模拟试验和预报/预测研究,其中包括国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的高分辨率模式比较子计划(HighResMIP),建立了海洋环流预测系统(LFS)等。
初步评估分析表明,相对于低分辨率模式,高分辨率模式对气候平均态和气候变率的模拟能力均有明显改进。
其中高分辨率大气环流模式可以更好地模拟台风、极端降水事件,高分辨率海洋模式可以更好地模拟海洋中尺度涡旋和西边界流,而高分辨率耦合模式则可以更好重现中尺度海气相互作用过程、热带不稳定波动(TIW)等事件。
【总页数】18页(P200-217)【作者】俞永强;安博;刘海龙;包庆;林鹏飞;何编;郑伟鹏;栾贻花;白文蓉;李恬燕【作者单位】中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG);中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】P467【相关文献】1.气候系统模式FGOALS-s2对南半球气候的模拟和预估2.气候系统模式FGOALS_gI模拟的小冰期气候3.气候系统模式FGOALS-g3模拟的全球季风:版本比较和海气耦合过程影响分析4.亚洲季风降水季节演变特征的气候系统模式模拟:基于FGOALS-g3和FGOALS-g2的比较评估5.影响气候系统模式温室气体敏感度的反馈过程——基于FGOALS模式的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
常用的全球尺度大气模型全球尺度的大气模型，也被称为化学传输模型（CTMs），在模拟和预测中长周期的大气污染成分在全球范围内的平衡和演变方面发挥着重要作用。
这些模型通常涉及复杂的化学和物理过程，包括污染物的排放、传输、转化和去除等。
以下是一些常用的全球尺度大气模型的详细介绍：GEOS-Chem：GEOS-Chem是一个全球尺度的化学传输模型，由哈佛大学和NASA戈达德太空飞行中心共同开发。
它使用NASA的GEOS （全球地球观测系统）大气化学模式作为基础，结合详细的气态和颗粒相化学机制，以模拟全球大气中的化学过程。
GEOS-Chem已被广泛应用于研究对流层化学、气溶胶和气候之间的相互作用。
CAM-Chem：CAM-Chem是剑桥大学开发的一个全球大气化学模型，它嵌入到NCAR（美国国家大气研究中心）的CAM（社区大气模型）中。
该模型包含详细的气态和颗粒相化学机制，可以模拟全球尺度的化学过程，以及与气候系统的相互作用。
CAM-Chem已被用于研究气候变化对大气化学的影响，以及大气化学对气候变化的反馈。
MOZART：MOZART（模块化多尺度空气质量模型）是一个全球尺度的化学传输模型，由美国宇航局和加州大学尔湾分校共同开发。
它包含详细的气态和颗粒相化学机制，以及物理过程（如平流、对流和扩散），以模拟全球大气中的化学和物理过程。
MOZART已被广泛应用于研究大气化学和气溶胶对气候的影响。
这些模型通常使用全球尺度的气象数据作为输入，结合排放清单和详细的化学机制，以模拟和预测全球范围内的大气污染成分和气候变化。
这些模型不仅有助于了解全球大气污染水平及其对气候变化的影响，还可以为政策制定者提供科学依据，以制定有效的环境保护措施。
需要注意的是，不同的模型具有不同的特点和适用范围，选择和使用模型时应根据具体的研究目标和需求进行综合考虑。
此外，随着科学技术的不断发展，新的模型和技术不断涌现，因此建议查阅最新的科学文献或咨询相关领域的专家，以获取最准确和最新的全球尺度大气模型信息。
作为研一小白，学习使用大气传输模式GEOS-Chem可能会让你感到有些困难和不知所措。
这个模式却是目前大气化学领域最为流行的模式之一，掌握它可以让你更好地研究大气污染和气候变化。
下面，就让我来为你详细阐述如何学习使用GEOS-Chem吧。
你需要明确GEOS-Chem的基本原理和模拟过程。
GEOS-Chem是一种基于网格化的大气化学模式，它可以模拟大气中各种化学物质的输送、转化和沉降过程。
它的输入数据包括大气成分、气象场、辐射场、土地利用等，输出数据包括各种化学物质的浓度、通量、沉降速率等。
在学习GEOS-Chem之前，你需要掌握一定的大气化学基础知识和计算机编程技能，如Fortran语言、Linux操作系统等。
你需要准备好GEOS-Chem的运行环境和输入数据。
GEOS-Chem的运行环境包括计算机硬件和软件，其中最重要的是GEOS-Chem的代码和运行脚本。
你可以从官网上下载最新的GEOS-Chem代码和运行脚本，也可以参考其他研究者的经验和资料。
你还需要准备好大气成分、气象场、辐射场、土地利用等输入数据，这些数据可以从观测数据、模式输出、卫星遥感等多个渠道获取。
接下来，你需要学习如何运行GEOS-Chem模拟实验。
这包括如何编译代码、设置运行参数、运行模拟实验、处理输出数据等。
编译代码是将GEOS-Chem代码转换成可执行程序的过程，通常需要进行一些配置和调试。
设置运行参数是指根据模拟实验的需求，对输入数据、模拟时间、网格分辨率、模拟方案等进行设定。
运行模拟实验是指启动GEOS-Chem程序，让它自动运行模拟实验并输出数据。
处理输出数据是指对模拟结果进行分析和可视化，以便更好地理解和解释模拟结果。
这些操作都需要一定的技能和经验，需要不断地实践和探索。
你需要加入GEOS-Chem的学习和交流社区，与其他研究者分享经验和资源。
GEOS-Chem有很多国内外的研究团队和机构，它们提供了很多有用的教程、文献、数据和软件工具，可以帮助你更好地学习和使用GEOS-Chem。
太阳风—磁层—电离层耦合的全球MHD数值模拟研究一、综述随着空间技术的飞速发展，太阳活动对地球空间环境的影响日益显著。
太阳风是太阳外层连续发射出的带有带电粒子的微粒流，其携带的能量巨大，能够深入影响地球空间环境。
太阳活动周期性地改变太阳风的强度和频率，引起地球空间环境的剧烈变化。
在太阳活动的高潮期，太阳风与地球空间的相互作用尤为强烈。
地球空间包括电离层、磁层和太阳风之间复杂的相互作用区域，这些区域之间的耦合对于理解地球的空间天气至关重要。
电离层是大气层中的最内层，高度约85600公里，主要通过吸收太阳辐射而加热并产生电离，对无线电波的传播有着重要影响。
磁层则是地球周围一个巨大的磁力场区域，能够引导太阳风中的带电粒子沿着磁力线运动，同时对地球磁场产生维护作用。
太阳风与电离层、磁层的相互作用是空间环境研究的核心问题之一。
传统的地球空间环境研究多采用动力学模型、统计方法和实验室模拟等方法，但这些方法往往只能描述单一过程或局地现象，难以全面揭示整个地球空间环境的动态变化过程。
随着计算数学和计算机技术的发展，全磁层大气电磁耦合的数值模拟逐渐成为研究热点。
1. 太阳活动对地球空间环境的影响太阳活动是太阳表面各种现象的总称，包括太阳黑子、耀斑、日珥等。
这些活动会产生大量的高能粒子，如电子、质子和离子，它们在太阳风的驱动下流向太阳系各个方向。
当这些高能粒子到达地球附近时，它们与地球的磁场和大气相互作用，从而影响地球的空间环境。
太阳活动产生的高能粒子会对地球的磁场产生影响。
当高能粒子进入地球的磁场时，它们会沿着磁力线运动，形成所谓的范艾伦辐射带。
这些辐射带中的高能粒子对地球的磁场产生了强烈的扰动，使得地球的磁场发生变化。
太阳活动产生的高能粒子还会影响地球的电离层。
电离层是地球大气层中的一个区域，其中空气分子被电离成离子和电子。
太阳活动产生的高能粒子可以穿透电离层的边界层，将其能量传递给电离层中的气体分子，从而改变电离层的密度和温度分布。
DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2022082402魏源送, 吴其洋, 郑利兵. 面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展[J ]. 环境化学, 2024, 43（3）: 751-764.WEI Yuansong, WU Qiyang, ZHENG Libing. Research progress on metal-organic frameworks (MOFs) for atmosphere water harvesting [J ].Environmental Chemistry, 2024, 43 （3）: 751-764.面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展 *魏源送1,2,3 ** 吴其洋1,2,3 郑利兵1,2（1. 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，中国科学院生态环境研究中心，北京，100085；2. 中国科学院生态环境研究中心，水污染控制实验室，北京，100085；3. 中国科学院大学，资源与环境学院，北京，100049）摘 要 空气取水技术可为干旱地区获取淡水资源提供一种新途径，其中吸附式空气取水技术是当前研究的热点之一. 作为一种具有高比表面积、高孔隙率和功能可控的新型多孔材料，金属有机框架(metal-organic frameworks ，MOFs)材料在吸附式空气取水技术的研究中受到广泛关注. 因此，该文总结了空气取水技术的基本原理和方法，从材料的适用性能和应用尝试两方面阐述面向空气取水MOFs 材料的主要研究进展，并对其未来发展进行了展望.关键词 空气取水，金属有机框架，吸附.Research progress on metal-organic frameworks (MOFs) foratmosphere water harvestingWEI Yuansong 1,2,3 ** WU Qiyang 1,2,3 ZHENG Libing 1,2（1. State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control, Research Center for Eco-EnvironmentalSciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100085, China ；2. Laboratory of Water Pollution Control Technology,Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100085, China ；3. Faculty ofResources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China ）Abstract Atmosphere water harvesting technology could provide a new possibility for effectively acquiring freshwater resources in arid areas, and the adsorption-based atmosphere water harvester is a hotspot in this field. As a new porous material with high specific surface area, high porosity, and functional controllability, metal-organic frameworks (MOFs) have attracted widespread attention in adsorption-based atmosphere water harvesters. Therefore, this study summarizes the basic principles and methods of atmospheric water harvesting technology, reviews the main research progress of MOFs materials for atmosphere water harvesters from its two aspects of applicable properties and application trial, and outlooks the future development of MOFs.Keywords atmospheric water harvester ，metal-organic frameworks ，adsorption.2030年前确保全球范围内实现人人都能获得安全和负担得起的饮用水，是联合国可持续发展目标（Sustainable Development Goals, SDGs ）中第六项“清洁饮用水和卫生设施”（SDG6）的主要内容之一.现今水污染形势日益严峻，可供人们直接利用的液态水源均存在不同程度的污染，全球约有22亿人的2022 年 8 月 24 日 收稿（Received ：August 24，2022）．* 国家自然科学基金(52270081)和中国科学院生态环境研究中心实验室发展基金(RCEES-LDF-2019-01)资助.Supported by the National Natural Science Foundation of China (52270081) and Laboratory Development Fund of Ecological Environment Research Center, Chinese Academy of Sciences(RCEES-LDF-2019-01).* * 通信联系人 Corresponding author ，Tel ：************，E-mail ：**************.cn日常饮用水无法得到安全保障[1]，预计到21世纪中期甚至将有近5亿人常年面临严重的淡水资源短缺问题[2]. 基于KIM模型[3]，谷歌公司与世界卫生组织、联合国儿童基金委员会的共同研究表明，不同于海水淡化技术的高费用低回报和技术的区域性限制，空气取水技术没有地域限制，能经济有效地在全球范围内提供液态水源，同时不会对全球水生态水循环造成较大影响[4]. 以我国西北部干旱地区为例，1960—2015年间，区域内平均相对湿度达50.34%[5]，当夜晚温度为15 ℃时，空气中水分子含量约为6.4 g·m−3. 空气中丰富的水资源（总量约12.9万亿吨）保证了空气取水技术能为干旱少雨地区、灾害重建地区和军队野外行动有效提供液态水源.为有效实现空气取水，基于吸附材料的吸附式空气取水技术是当前领域的研究热点，金属有机框架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）材料因其优异的水吸附性能和循环特性受到了广泛关注. 21世纪初，Yaghi课题组首次了报道MOF-5材料的合成[6]，并用二级结构单元（Second Building Unit, SBU）多金属簇理论成功解释MOFs材料的合成，为可控合成MOFs材料指明了方向；之后软硬酸碱理论（Hard-Soft-Acid-Base, HASB）的成功应用则为水稳定性MOFs材料的制备提供了理论基础[7],，极大拓宽了MOFs材料的应用性能. MOFs材料因具有高比表面积、高孔隙率和功能高度可控等优异特性，逐渐从水吸附性能表征拓展到空气取水实际应用[8]. 2012年，Seo等[9]率先以铁基MIL-100（Fe）和铬基MIL-101（Cr）两类MOFs材料为基础进行水吸附实验，结果表明MOFs材料在空气除湿和淡水获取领域具有极大的应用前景. 近年来以Yaghi课题组为代表的研究人员以MOF-303（Al） [10]、MOF-801（Zr） [11]、MIL-160（Al）[12]和PC-MOF（Cr）[13]等材料为研究对象，对MOFs吸附材料进行了一系列空气取水技术和装置的试验研究，包括在沙漠等干旱低湿地区的现场试验，充分证实了基于MOFs材料空气取水潜力. 与传统吸附材料相比，基于MOFs材料的吸附式空气取水装置不仅可在环境湿度较低时仍能稳定持续地从空气中获取水分，而且MOFs材料因其稳定的框架结构可作为传统吸湿盐的良好载体，抑制吸湿盐的潮解问题，增强复合材料的水吸附性能以满足实际环境的工作需求.本文通过梳理近年来面向空气取水的MOFs材料研究现状，简述空气取水的基本原理和方法，总结MOFs材料的主要发展历程、研究和应用进展，并结合实际需求对面向空气取水的MOFs材料未来发展进行展望.1空气取水技术简介（Brief of atmosphere water harvesting technology ）1.1 基本原理大气中水分子主要以液态（如雾滴和露水）和气态两种方式存在，当环境中水蒸气分压达到饱和或超出饱和时，空气中水分子会在凝结核上凝结成云滴或冰晶[14]. 空气取水技术是通过外部作用，如降低环境温度或增加水分子总量，在一定区域环境内使空气相对湿度（relative humidity, RH）趋近或大于100%，液化空气中水分子以达到空气取水目的[15].1.2 基本方法基于空气取水原理，目前空气取水技术的基本方法主要分为3种，如表1所示. 1）自然聚雾法直接收集空气中已存在的雾滴或露水[16]；2）冷凝集露法基于表面冷却技术在装置表面收集空气中的水分子[17]；3） 吸附-解吸法基于吸附材料富集空气中的水分子，在冷凝管中实现水分子收集[17].表 1 空气取水技术主要方法Table 1 The main method of Atmosphere water harvester主要方法Main method主要类别Main category工作特性Operating characteristics自然聚雾法网状装置[16]气候条件决定取水性能冷凝集露法主动冷凝[24]外部供能决定装置运行辐射冷却[25]无需外部供能可自动工作吸附解吸法吸湿盐[32]吸附性能好但存在潮解泄漏危险水凝胶[35]吸附性能好但相对湿度要求较高MOFs[7]吸附性能好且相对湿度要求较低752环 境 化 学43 卷3 期魏源送等：面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展7531.2.1 自然聚雾法自然聚雾法主要是利用网状装置收集空气中的雾滴和露珠 [16]. 在秘鲁，Lummerich等比较了5种形状各异且材料不同的雾收集装置，基于拉舍尔面料（Raschel）的“埃菲尔”状雾收集器（Eiffel Fog Collectors）的实际运行效果最好[18]. 在雾收集装置的基础上，Park等的研究表明，控制装置的网格大小、增加装置的阴影面积，可有效提高装置的雾收集效率[19]；将材料由单根铜丝替换成具有纳米疏水和超亲水特性的三维铜丝，能有效减少网状装置在雾收集过程中的堵塞和液滴脱落问题，雾滴传输效率提高了20%以上 [20]. Feng等基于仿生技术，制备了光滑的超亲水表面的雾自动收集装置（nephrolepis auriculata-inspired patterned surface, NAIPS），该装置取水效率可达（519.84±17.04） g·m−2·d−1，较常规均质光滑表面雾收集装置提高了139%[21]. 由于应用场景和工作条件的限制，雾收集装置只能在常年潮湿多雾地区实现高效率取水，并不能满足大部分地区的空气取水要求.1.2.2 冷凝集露法冷凝集露法是通过将装置表面温度降低至环境露点以下，收集冷凝液化的水分子[22]. 以一个多山岛屿（Punaauia, Tahiti Island）和一个环礁（Tikehau, Tuamotu Archipelago）为例，Clus等[23]评估了在潮湿热带地区的旱季露水作为饮用水源的潜力，发现旱季岛屿的露水量相当于降水量的两倍，具有极大的开发潜力. 根据冷凝驱动力的不同来源，冷凝方法分为主动冷凝和被动冷凝. 主动冷凝是依靠外部能源输入，通过蒸汽压缩或者基于珀耳帖效应（Peltier effect）[24]的热电转化设备进行可控的空气制冷；被动冷凝（又称辐射冷却）无需外部能源输入，通过材料选择使装置的整体辐射能量大于吸收热量，进而自动降低其表面温度[25]. 研究表明，多层辐射冷却装置较单层装置能有效减少其工作过程中的热损失[26 − 27]，通过将辐射冷却与超疏水冷凝采集器协同运行，露水采集量高达1200 g·m−2·d−1[28]. 然而，目前该方法的实际应用大多限于露点温度与环境温度相差较小的温暖潮湿地区[29]，需进一步开发适于露点温度与环境温度差值较大情形的取水装置，以满足当地群众或沙漠绿化的用水需求将是未来的研究重点.1.2.3 吸附-解吸法吸附解吸法是通过吸附材料充分吸附空气中的水分子，待吸附饱和后依靠外部能源输入（如太阳能）实现吸附材料中水分子的解吸，释放的水分子通过冷凝管完成液化收集[30 − 31]（图1）.图 1 基于太阳能的吸附式空气取水装置工作示意图[31]Fig.1 Schematic diagram of the adsorption-atmosphere water harvester based on solar energy[31]吸附材料决定了吸附式空气取水装置的理论效率[30]. 赵亚等的研究表明，以无水氯化钙为代表的吸湿盐材料的水吸附效率与容量均较为突出[32]，将吸湿盐与硅胶[33]、活性炭纤维[34]等进行复合可明显提升材料的水吸附性能，但吸湿盐遇水易潮解泄漏的问题并未得到解决，这极大限制了其实际应用潜力. 水凝胶材料的水吸附容量高且结构稳定性好[35]，Shi等将一种新型分层三维微结构水凝胶材料应用于汽态雾滴收集，户外测试结果表明产水量达到了34 L·m−2·d−1，但水凝胶对其水吸附过程中环境相对湿度的要求较高[36]，大都要求70%以上的相对湿度. MOFs吸附材料的结构可控且水吸附性能较好[7]，Hyunho等[11]进行MOF-801（Zr）材料的模拟计算，结果显示仅依靠太阳能供能，其产水量可达2.8 L·kg−1·d−1；Yaghi课题组[10]报道的MOF-303（Al）材料，不仅能在白天持续工作实现多次集水循环，而且在莫哈韦沙漠（The Mojave Desert, Northern America）相对湿度低至10%的极端条件下其产水量仍能达到0.7 L·kg−1·d−1. 上述研究结果充分说明基于MOFs吸附材料的空气取水技术在低湿度环境下具有巨大的应用潜力. 考虑到我国先进的光伏发电技术及其发展态势，通过技术集成，基于MOFs材料的空气取水技术不仅完全有可能实现能量自给[37]实现自动化运行，而且能赋予光伏发电技术新的生态环境效益.2面向空气取水的MOFs材料（MOFs for atmosphere water harvesting）2.1 MOFs材料简介MOFs材料是指金属离子和有机配体通过化学键配位作用实现自组装连接的周期性三维网状结构[38]，自Yaghi基于多元金属簇理论的二级结构单元（SBU）概念成功解释MOF-5[39]的合成后，水稳定性MOFs材料的选择合成愈益受到关注[40]. 软硬酸碱理论的成功应用则为金属源和有机配体的选择提供了理论支撑[7]， 以溶剂热法[41 − 42]、微波辅助加热[43]、电化学法[44]和机械化学法[45]等为主的合成方法为MOFs材料研发提供了简便制备途径，并形成多种MOFs系列材料，表2列举了部分MOFs系列材料名称及相关信息. 以2022年5月在Web of Science 核心数据库的数据为例，对MOF和 application所有字段进行搜索，VOSviewer软件[46]的关键词共性分析结果表明，吸附性能是当前MOFs材料研究的主要方向，而其吸附性能也是吸附式空气取水装置的关键.表 2 MOFs系列材料Table 2 The series of MOFs materials系列名称Name代表性材料Representative materials金属离子Metal ions有机配体Organic ligands首发单位Inventive institution主要应用领域Main applicationsIRMOF IRMOF-1[39]Zn2+等对苯二甲酸等美国Yaghi课题组氢气吸附ZIF ZIF-100[47]Zn2＋、Co2＋等咪唑等美国Yaghi课题组CO2储存MIL MIL-53[48]Al3＋、Cr3＋、Fe3＋等对苯二甲酸等法国Ferey课题组甲醇吸附CPL CPL-1[49]Cu2+等吡嗪等日本Kitagawa研究组甲烷吸附UiO UiO-66[50]Zr4+等对苯二甲酸等挪威奥斯陆大学反应催化PCN PCN-9[51]Cu2+等三嗪等美国迈阿密大学吸附分离HKUST HKUST-1[52]Cu2+等间苯三甲酸等香港科技大学CO2吸附2.2 面向空气取水的MOFs材料同样以2022年05月份数据为例，在Web of Science 核心数据库以water harvesting、water harvester、AWH和AWG所有字段进行搜索并采用VOSviewer软件[41]进行关键词共性分析，如图2所示，结果主要分为4部分，water harvesting 与metal-organic frameworks二者占据其中两部分的中心位置，且二者与adsorption和atmosphere water harvesting两节点均存在较大的共性关系，这表明基于MOFs吸附材料的空气取水技术已受到广泛关注. 对于吸附式空气取水装置，吸附材料需满足水热稳定性好、水吸附容量高、解吸温度低、吸附-解吸过程迅速和循环特性好等特性[53]. 研究表明，MOFs材料因其优异的水热稳定性、超高的比表面积孔隙率和快速的吸附动力学不仅可满足空气取水的应用需求[54]，而且其功能可控性能够实现在不同环境条件下定向合成适宜的吸附材料[55].如上所述，二级结构单元（SBU）的引入和软硬酸碱理论（HSAB）的应用为水稳定性MOFs材料合成指明了方向. 现今常用的羧酸盐有机配体（对苯二甲酸、反丁烯二酸、吡唑二羧酸等）去质子化后可被视为硬碱，而高价金属离子（Cr3+、Fe3+、Al3+、Zr4+、Ti4+等）是硬酸，自组装过程中，金属离子会率先形成SBU结构（如Zn4O、Zr6O8等），然后与有机配体通过强作用键连接形成水稳定性MOF材料；同时，亲水性好的羧酸盐有机配体利于实现水分子的选择性吸附，金属位点的不饱和性与材料的多孔特性能给予水分子充分的吸附位点，促进水分子的吸附[7]. 此外，Yaghi提出的网状化学（Reticular Chemistry）理论[56 − 57]，能在确保MOFs材料整体结构稳定性的同时实现多元官能团的掺杂和金属置换的设计合成，从而将不同类型官能团和金属离子稳定结合到MOFs结构中，实现MOFs材料性能的精准调控.754环 境 化 学43 卷图 2 空气取水装置相关文献关键词的共性关系Fig.2 Common relationships of keywords in the literature related to atmosphere water harvester2.2.1 MOFs 材料的适用性能在水分子吸附过程中，MOFs 材料通过SBU 结构中多元金属簇和有机配体之间的强作用力键维持材料整体结构的稳定[58]，水分子则通过与有机配体和不饱和金属位点的结合在材料孔隙表面实现物理吸附和化学吸附[53,59]（图3），MOFs 多孔材料同时也会发生毛细管冷凝以促进水分子的进一步吸附[60].基于化学吸附和毛细管冷凝储存的水分子在解吸过程中往往需要更大的能量输入[61 − 62]，因此，为减少解吸过程的能量输入，增强水分子的物理吸附（如亲水性官能团的掺杂）、控制开放金属位点比例和孔隙结构是平衡材料稳定结构和优异性能的重要方法. 同时，MOFs 材料巨大的比表面积和超高的孔隙率[63]为水分子提供了足够的吸附位点和存储空间. 已有研究表明，环境相对湿度较低时，材料水吸附容量主要由MOFs 材料的比表面积决定；而环境相对湿度较高时，其则由材料的孔隙率和总容积控制[64].图 3 水分子吸附机理：物理吸附（a ）、化学吸附（b ）[53]Fig.3 Adsorption mechanism of water molecules: Physical adsorption （a ）, chemical adsorption （b ） [53]2021年10月，Yaghi 课题组通过单晶衍射和密度函数理论 （density functional theory, DFT ）模拟成功证明了MOF-303（Al ）在水分子吸附过程中，首个水分子吸附位点是在材料骨架内的吡唑之间，水分子通过与两个吡唑基团和一个u 2-OH 基团形成3个氢键实现吸附 [65]，这充分说明有机配体的选择对水分子吸附过程具有重要作用. 亲水性有机配体能有效增强材料对水分子的选择性吸附[66]，以MIL-101（Cr ）为例，材料内部的水传输动力学强烈依赖于自身独特的孔结构和亲水性空间分布特征[67]，选择适宜的亲水性官能团（如氨基：—NH 2[66]）对材料结构进行修饰优化，可调控MOFs 材料的水吸附性能以适应不同的应用环境[68 − 69].3 期魏源送等：面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展755756环 境 化 学43 卷为有效实现空气取水， MOFs材料的水吸附等温线呈现明显的S型和较小的迟滞回线，这保证了材料在较窄湿度范围内具有水分子的快速吸附-解吸并保持良好的循环特性[62]. 在低湿度地区，为保障有效吸附空气中水分子，MOFs材料的水吸附动力学曲线拐点值必须低于环境湿度值[70]. Rieth等研究证明，将Ni2Cl2BTDD材料桥联结构中的氯离子替换为半径更大的溴离子，离子替换后合成的Ni2Br2BTDD材料能在25%低相对湿度下达到0.64 g·g−1的高吸附量，并能在400次水吸附-解吸循环中表现出持久的稳定性[71]. 进一步的研究证明，当MOFs材料存在强成核位点时，增加材料的亲水性能只能增强吸附的初始速率，并不能改变水吸附曲线拐点，而适当缩小材料的结构孔径或改变孔隙中心水分子的极性，可有效提升材料在低相对湿度下的吸水性能[72]. 将氯离子替换为溴离子后，MOFs材料的水吸附动力曲线基本保持不变（符合国际定义的Ⅳ类吸附曲线[73]），但其吸附拐点会向低相对湿度值移动（图4）.图 4 MOFs水吸附动力学曲线[71]（a）, 在25 ℃下测量的Ni2Br2BTDD、Ni2Cl2BTDD、Ni2F0.83C l0.17BTDD和Ni2（OH）2BTDD的水蒸气吸附（实心点）和解吸（空心点）等温线；（b） 使用材料密度将吸附等温线转换为体积单位Fig.4 The water adsorption kinetic curve of MOFs[71]（a） Water vapor adsorption （closed symbols） and desorption （open symbols） isotherms of Ni2Br2BTDD, Ni2Cl2BTDD, Ni2F0.83C l0.17BTDD, and Ni2（OH）2BTDD measured at 25 ℃；（b） Adsorption isotherms converted to volumetric units using the material density 将MOFs材料与传统高效吸湿盐（如LiCl、CaCl2等）复合，利用MOF材料稳定的骨架结构负载吸湿盐，可有效提升材料的整体吸附性能. Hu等[74]成功将CaCl2纳米晶体负载在水吸附性能较弱的铁基MOFs材料内部， MOFs不仅能有效防止CaCl2在水吸附过程中的潮解，而且提高了材料的水吸附性能，其水吸附容量高达2.685 g·g−1（以CaCl2为主），是原始CaCl2粉末水吸附容量的2.23倍. 将吸湿性MOFs材料富马酸铝与CaCl2进行复合，虽然富马酸铝基体的比表面积在加入CaCl2后急剧下降，但材料的水吸附容量从纯富马酸铝的0.4 g·g−1增加到0.68 g·g-1[75]. 上海交通大学王如竹课题组[76]成功将LiCl负载在MIL-101（Cr）基质中，该复合吸附剂整合了吸湿盐典型的三步水吸附性能：化学吸附、潮解和溶液吸收. 在典型低相对湿度工作条件下（30 ℃，30%RH），复合吸附剂的吸水容量高达0.77 g·g−1. 尽管MOFs材料能较好抑制吸湿盐的潮解泄漏，但为保障用水安全，基于复合吸附剂获得的液态水源的水质检测仍必不可少，例如，以满足生活饮用水的总硬度为例，水中Ca2+浓度需低于180 mg·L−1.在水分子吸附过程中，尽管MOFs材料能保持较好的孔隙率和结晶度，但由于客体-主体相互作用（如水分子诱导的键重排），材料内部仍会发生重要的分子水平结构变化[77]. Choi等基于MOF-801（Zr）开展了结构缺陷对比实验，发现MOFs材料结构中的缺陷密度是决定水吸附性能优劣的因素之一，水分子在纳米多孔MOF-801（Zr）材料上的吸附过程会优先沿着（110）方向进行[78]，但通过结构缺陷控制材料性能往往会严重破坏材料的整体稳定性[79]，进而影响材料的循环特性. Krajnc等发现，LTA（Linde Type A）型拓扑结构的沸石状磷酸铝不仅能够在10%—15%低相对湿度下表现出优异的水吸附性能，吸附容量高（0.42 g·g−1），而且材料的解吸温度与MOF-801（Zr）相比存在10–15 ℃的降幅，解吸能量需求较低. 40次水吸附-解吸循环的测试结果表明，材料总吸附容量下降程度不到2%，这说明LTA型拓扑结构的沸石状磷酸铝的循环稳定特性较好[80]，具有长期工作的可能. 基于多金属氧酸盐（Polyoxometalates，POM）结构，Zhu等首次将3种不同类型的有机配体同时引入到金属骨架结构，发现材料拥有非常优异的吸水性能，同时多种有机配体赋予的功能性也增强了MOFs材料的环境适应性[81]. 在网状化学基础上，Towsif等构建了一种全新的稳定性MOF材料“Cr-soc-MOF-1”，材料具有极高的孔隙率（比表面积达4549 m2·g−1），在70%相对湿度下水吸附容量高达1.95 g·g−1，且在100多次吸附-解吸循环后，材料水吸附容量未出现较大降幅[82].在MOFs材料合成过程中，样品最终大都呈现粉末状态. 为应用于实际，粉末状样品需均匀负载在吸附床等基底上才能保证空气取水装置的正常运行[83]. 为增强MOFs材料的适用性能和均匀负载，样品制备过程可选择合适的基底（如铝箔[84]），将MOFs材料直接在基体进行沉淀以实现均匀负载的整体式吸附材料，并将其直接应用于实际环境中. Tan等以富马酸铝为例，以玻璃纤维纸作为前驱体溶液的沉积基底，在富马酸/水物质的量比为0.02、50 ℃反应温度、60 min反应时间下，成功获得了BET比表面积为740.15 m2·g−1和吸附容量0.3906 g·g−1的高效吸附材料，检测结果表明样品中含有76%的富马酸铝功能性粉末[85]. 除去玻璃纤维纸，水凝胶也可作为MOFs材料的合成基质形成复合材料以便于直接应用，同时由于水凝胶自身良好的吸水性能，这也有利于材料在高湿度范围下的应用[13].总之，基于MOFs材料的吸附式空气取水装置能为部分地区液态水源缺乏问题提供一种极具潜力的解决方案[86]，部分已被证明可用于空气取水的MOFs材料如表3所示. 但目前MOFs材料在制备过程中经常使用二甲基酰胺（N,N-Dimethylformamide，DMF）等有毒有机溶剂和有毒重金属元素，因此，筛选、开发绿色低成本的金属源和生物安全性高的有机配体是实现MOFs材料绿色合成、经济化转型和商业化发展的研究重点，无有机溶剂参与的水热合成法、无溶剂参与的机械合成法和整体式吸附材料的制备是未来MOFs材料合成的主要趋势.表 3 可用于空气取水的MOFs材料Table 3 MOFs materials that can be used for Atmosphere water harvester名称Name 吸附转折点Adsorptionturning point水吸附容量/（g.g−1）Water adsorptioncapacity孔体积/（cm3.g−1）Pore volume比表面积/（m2.g−1）Specificsurface area稳定性StabilityCr-soc-MOF-1 [82]0.69 1.95 2.14549无损失（>100次循环）MIL-101（Cr）[9]0.4 1.55—4150无损失（100 ℃水热处理7 d）MIL-100（Fe）[9]0.350.790.822300无损失（100 ℃水热处理7 d）NiBr2（BTDD）[71]0.250.64—1770无损失（>400次循环）CoCl2（BTDD）[72]0.280.82—191263%损失（>30次循环）MOF-801（Zr）[87]0.090.360.45—无损失（>5次循环）MOF-808（Zr）[88]0.30.590.84—不稳定MOF-841（Zr）[11]0.220.510.53—7%损失（>5次循环）Al-flumarate[89]0.270.450.481080无损失（>4500次循环）MOF-303（Al）[10]0.130.450.541119无损失（>5次循环）MOF-333（Al）[65]0.220.440.4812803%损失（>2000次循环）CAU-23（Al）[90]0.300.370.481250无损失（>5000次循环）MIL-160（Al）[91]0.090.380.401150无损失（>10次循环）2.2.2 MOFs材料的应用尝试吸附性空气取水装置（adsorption-based atmosphere water harvester, ABAWH）的工作步骤主要分为3部分[92 − 93]：1）水分子吸附存储：水分子在吸附材料表面和孔隙内的吸附存储；2）水分子解吸：外部能源输入促使吸附材料内存储的水分子解吸；3）水分子液化收集：水分子在冷凝装置中的液化收集. 研究表明，在温暖潮湿条件下，空气取水装置工作的平均能耗为1.02 kWh·L−1，在寒冷潮湿气候则高达6.23 kWh·L-1[94]. 为降低能耗，依托光伏发电技术的空气取水装置（AWH）是当前研究的主要方向[95 − 96]，同时以太阳能技术等为基础确保取水装置的能量自给是实现吸附式空气取水装置工作自动化的尝试方向.3 期魏源送等：面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展757758环 境 化 学43 卷太阳能吸附式取水装置在日照时间充足的情况下每天至少能实现一次取水循环（图5a）：夜晚温度低（10 ℃—15 ℃）、相对湿度高（40%）， MOFs吸附材料能够快速吸附空气中的水分子达到饱和状态；白天温度较高（35 ℃—40 ℃）、相对湿度低（5%），利用太阳能直接加热吸附剂，可促进储存水分子的快速解吸脱附. Yaghi课题组基于锆离子（Zr4+）和富马酸有机配体，制备得到了水吸附性能优异的MOF-801（Zr）[11,87]，基于循环工作状态的吸附取水装置模拟计算结果表明，装置日产水量约为2.8 L·kg−1·d−1.当装置安装在沙漠地区时，为最大限度吸收太阳能和提高装置的取水效率，需将其安装在坡度37°的支架上，并以高热容量和低热导率的土壤作为冷凝器外部隔热材料以降低冷凝器表面温度. 基于昼夜单循环的吸附数据，进一步模拟结果表明若吸附初始相对湿度（RH）为20%，装置可实现0.2 L·kg−1·d−1的日产水量. 为进一步扩展装置的适用性能，进行储能装置（如光伏储能）和表面冷却技术的集成，可实现装置取水效率和循环工作能力的提升，在实际光照较弱时持续工作.图 5 （a）基于太阳能的单循环系统（MOF-801）[70]；（b）基于太阳能的多循环系统（MOF-303（Al））[10]；（c）基于太阳能的翻转式系统（UiO-66NH2（TUN））[98]；（d, e）基于太阳能的连续取水系统（PC-MOF）[13] Fig.5 （a） Solar-based single-cycle system（MOF-801）[70]; （b） Solar-based multi-cycle system（MOF-303（Al））[10] ; （c）Solar-based flip system（UiO-66NH2（TUN））[98]; （d, e） Continuous water harvester based on solar energy（PC-MOF）[13] MOFs材料的等温吸附曲线呈现明显的S型，能在较窄相对湿度范围内实现水蒸汽快速吸附解吸，若装置仅支持每日单循环工作，则浪费了材料优异的水蒸气吸附解吸性能. 进一步研究表明，基于水吸附动力学曲线控制好材料的吸附-解吸时间，最大化利用材料水蒸汽吸附的快速动力学特征，吸附取水装置完全可以在一天内实现多次集水循环[70]. Yaghi课题组以三价铝离子（Al3+）和3,5-吡唑二羧酸有机配体为原料制备了新型MOFs材料：MOF-303（Al）[10, 97]. 为充分利用材料水吸附性能，吸附装置在强对流风扇作用下快速实现水分子的吸附解吸，结果表明，在室内稳定环境为32%相对湿度和27 ℃的条件下连续工作24 h，装置完成了9次取水循环，日产水量为1.3 L·kg−1·d−1. 将装置安装在北美的莫哈韦沙漠中进行为期3 d 72h的取水工作（图5b），结果表明，即使在85%的时间内环境露点温度都在5 ℃以下，装置仍能持续保持每天7次取水循环和0.7 L·kg−1·d−1的日产水量. 但装置由于部件较多，占用空间较大，若依托光伏板进行集成，开发光伏板下的多级连续空气取水装置是一种潜在的应用方向，既能有效促进光伏厂区生产生活用水的自给，也能提升厂区的经济效益，甚至有利于厂区周围的土地灌溉或沙漠绿化.为充分利用装置的吸附-解吸循环的双步骤工作状态，使之连续产水，Wu等基于Ti3C2掺杂的UiO-66NH2（TUN）材料设计了一种新型可翻转吸附层的吸附式空气取水装置（图5c）. 模拟室内低湿环境（20%相对湿度，298 K），装置能在阳光照射下保持0.6 L·kg−1·d−1的日产水量持续产水 [98]. 一般而言，材料饱和吸附与完全解吸所用时间并不一致，基于水吸附动力学曲线，计算出吸附时间/解吸时间的比值，以此确定吸附层滚筒的数量，可最大化利用材料吸附解吸性能，实现高效持续取水. 进一步研究表明，复合材料具有显著的水吸附能力和可通过坚固的多孔水通道诱导的直接释水性能，其中MOFs材。
中国环境科学 2021,41(5)：2004~2013 China Environmental Science 初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响王丽娟1,刘晓慧1,卢文1,张晨2,唐卫亚1,朱彬1*(1.南京信息工程大学,气象灾害预报预警与评估协同创新中心,气象灾害教育部重点实验室,国家综合气象观测专项试验外场,江苏南京 210044；2.内蒙古通辽市气象局,内蒙通辽 028000)摘要：利用常规地面气象资料、NCEP/NCAR再分析资料以及全国PM2.5浓度数据,并结合后向轨迹、空气污染输送指数和传输通量分析,针对2019年12月10~11日一次冷锋输送造成我国中东部地区出现的大范围霾天气过程进行了分析.结果表明:(1)霾期间高空500hPa以经向环流为主,伴随着高空低压槽引导地面冷锋向东南方向移动,污染物浓度大值区也依次由华北地区移至黄淮、江淮地区.(2)冷锋过境前,华北至长江三角洲区域PM2.5浓度均有明显增涨;北京以偏南方向的污染物输入为主,济南以西北和偏东方向输入为主,南京则主要是偏北和偏西方向的输入.(3)冷锋过境时,冷空气迅速将北京站的污染物清除;而济南站则受高压底部偏东风回流的影响,PM2.5浓度维持在50µg/m3左右;冷锋推进至南京站时西北风已较小,对污染物的清除作用不明显.以江苏省为例,整个过程中,江苏本地污染物贡献占25.8%,江苏以外的污染物贡献占74.2%,以输送为主.(4)冷锋过境后,3站的边界层结构也略有不同,北京站的逆温层迅速被打破;济南站由于受海上暖湿平流影响,近地面由等温层变成逆温层;而南京站的近地面则由逆温层变为等温层.本研究揭示了在冷锋南下过程中,上游污染物对下游地区的影响,以及南北方站点表现出不同的污染物变化和清除特征.关键词：冷锋；霾；空气污染输送指数；PM2.5中图分类号：X513 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2021)05-2004-10Impact of a cold front transport process on haze weather in eastern China in early winter. WANG Li-juan1, LIU Xiao-hui1, LU Wen1, ZHANG Chen2, Tang Wei-ya1, ZHU Bin1* (1.Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of M eteorological Disasters, Key Laboratory of M eteorological Disaster, M inistry of Education, Outfield of National Comprehensive Meteorological Observation Special Experiment, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China；2.Inner Mongolia Tongliao Meteorological Service, Tongliao 028000, China). China Environmental Science, 2021,41(5)：2004~2013Abstract：Regular surface observation meteorological data, NCEP/NCAR reanalysis data, and national PM2.5 concentration data, combined with backward trajectory, air pollution transport index, and transport flux analysis, were used to analyze a cold-front induced large-scale haze weather process during December 10 and 11, 2019 in central and eastern China. The results showed that: (1) During the haze period, 500hPa was dominated by the meridional circulation, and accompanied with the upper-air low-pressure trough leading the ground cold front to move to the southeast. The heavy polluted area also moved from North China to Huang-huai and Jiang-huai. (2) Before the cold front passage, PM2.5 concentration in the region from North China to Yangtze River Delta increased significantly. Beijing was dominated by pollutants imported from the south, Jinan was mainly affected by pollutants from the northwest and east, and PM2.5 in Nanjing was mainly influenced by pollutants from north and west. (3) When the cold front passed through, the cold air quickly removed pollutants over Beijing Station, while the Jinan station was affected by the backflow of easterly wind at the bottom of the high pressure, and the PM2.5 concentration was maintained at about 50µg/m3. When the cold front intruded into the Nanjing station, weakened northwest flow had little effect on the removal of pollutants. Taking Jiangsu province as an example. In the whole cold front process, the contribution of local pollutants accounted for 25.8%, and the contribution of pollutants outside Jiangsu accounted for 74.2%, which were mainly transported from North China. (4) After the passage of the cold front, the boundary layer structures over the three stations were slightly different from each other. The inversion layer over the Beijing station was quickly dissipated, the lower boundary layer over the Jinan station changed from the isothermal layer to the inversion layer due to the influence of warm and wet advection from the sea, and the near-surface boundary layer over the Nanjing station changed from the inversion layer to the isothermal layer. This study revealed the impact of upstream pollutants on downstream area during the southward movement of the cold front, as well as the different evolution and removal characteristics of PM2.5 at the stations in the north and south China.Key words：cold front；haze；air pollution transport index；PM2.5收稿日期：2020-09-28基金项目：国家重点研发计划(2016YFA0602003);国家自然科学基金资助项目(91544229)* 责任作者, 教授,****************.cn5期王丽娟等：初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响 2005随着社会经济的发展和工业化水平的提高,以细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的大气污染不仅直接影响公众身体健康,而且在其传输的过程中影响区域生态环境甚至影响全球气候变化[1].近年来,京津冀、长江三角洲等地的大气污染引起广泛关注,1998~2016年我国PM2.5浓度总体呈现上升趋势,其中2007年之前呈快速增长态势,2008~2016年呈现出"下降-增长-下降"的波动趋势[2].不同领域专家致力于研究大气污染的形成机制与气象条件的密切关系[3-5],有研究表明,大气污染呈典型的区域性特征[6-7],就某一季节而言,某地区的地理环境和污染源的排放相对稳定,该地区的空气质量主要由气象条件决定.空气污染物在各种天气尺度系统的作用下混合、扩散,造成污染物多尺度、跨区域的远距离输送[8].输送型污染既需关注本地空气污染的气象条件也要关注更远地区的空气污染物输送至本地区的气象条件[9-10].很多研究指出[11-13],冷空气经过华北黄淮等重污染区时,易将污染物向下游地区输送,是造成长江三角洲地区秋冬季输送型污染的重要天气过程之一.冷锋是我国活动最频繁、对空气污染影响较大的天气系统之一,冷锋过境前后气象要素的差异以及锋面附近垂直环流结构都会对污染物的积累和输送造成显著的影响.冷空气活动时会减轻或消除日间逆温[14], 冷锋作为冷空气的前沿,其造成的大风、降水天气会使得污染物浓度迅速降低[15].有学者研究发现,冷锋过境前边界层出现逆温,随着锋面过境,逆温层被破坏,冷锋过境时垂直方向上输送强烈[16].不同强度的冷锋对污染物的作用也不尽相同,弱冷锋作用下以污染输送作用为主,而较强冷锋作用下以污染清除作用为主[17],强冷锋前后污染物易形成一个“积累-锋前抬升-高空平流输送-锋后大风清除-积累”的循环[18].同时,有学者进一步研究指出,远距离输送和气溶胶-边界层反馈相互作用可以扩大1000km范围内的跨界空气污染物的输送,并促进从华北平原到长江三角洲的持续性二次雾霾,气溶胶-边界层的相互作用放大了雾霾的跨界输送[19].以长江三角洲地区冷锋过程对空气质量的影响为例,在冷锋刚开始影响长江三角洲地区时,受锋面抬升的作用,会将污染物抬升到边界层直至自由对流层,随着冷锋对长江三角洲地区的影响加剧,强的西北气流会将华北地区的污染物输送至长江三角洲地区,使其污染物浓度快速增加,冷锋过境后,长江三角洲地区受高压控制,受辐散气流的影响,长江三角洲地区污染物向外扩散,污染物浓度降低,随后大气层结趋于稳定,在下一次冷锋活动前,污染物又逐渐积累[20].因此,分析不同冷锋过程中造成的污染物积累、输送的特征十分必要.前人在冷锋对污染物的扩散和区域输送等方面的影响已有大量研究,每次冷锋过程都会有差异,冷锋会不断地移动、变化.在其演变过程中,冷锋造成的气象要素和环流场的差异对不同地区空气污染的影响是否都一样需进行更细致的探讨.2019年12月10~11日我国东部地区出现了一次影响时间短、影响范围大的雾霾天气,整个过程以PM2.5污染为主,最低能见度在2km左右.本文主要从天气学角度,结合HYSPLIT后向轨迹、WRF-Chem中尺度天气-空气质量模式和空气污染输送指数,分析了10日08:00时~11日08:00(文中的时间均为北京时)这一时间段中污染物的生消演变和传输特征,以期深入阐明输入型霾天气的形成过程,并为该类型霾天气的预报提供参考依据,进而提高分析预报的能力.1 资料和方法1.1 资料本文资料时段为2019年12月10~11日,其中PM2.5监测数据来自于中国环境监测总站每日公布的逐小时环境监测数据(http://106.37.208.233: 20035);天气形势图来源于韩国气象局网站(http:// 123.127.175.60:8765/siteui/index),物理量诊断数据来自于Micaps资料、NCEP/NCAR一日4次的1°×1°再分析资料和怀俄明大学的探空数据;后向轨迹模式所用的气象数据为NCEP/NCAR的全球资料同化系统(GADS)气象数据.1.2后向轨迹模式采用美国国家海洋大气研究中心空气质源实验室(NOAA)的HYSPLIT轨迹模式,该模式用于计算和分析大气污染物输送、扩散轨迹,具有处理多种气象要素输入场、多种物理过程和不同类型污染物排放源功能,已经被广泛地应用于多种污染物在各个地区的传输和扩散的研究中.为得到此次过程的污染物输送通道,利用后向轨迹模式计算出影响我2006 中国环境科学 41卷国中东部的气团轨迹.本文研究中,模拟高度选为500m,模拟时段选为2019年12月10日08:00时北京大兴站、10日14:00时和20:00时山东济南站以及11日08:00时江苏南京站过去48h的气团轨迹.1.3模式介绍本研究采用WRF-ChemV3.9.1.1模式计算制定区域边界PM2.5的传输通量,该模式是由美国大气研究中心(NCAR)、美国太平洋西北国家实验室(PNNL)、美国国家海洋及大气管理局(NOAA)共同开发完成的中尺度大气动力-化学耦合模式,此模式除了可设置计算各种动力参数和微物理变量之外,在化学部分包括了完整的传输(平流、对流和扩散)、干/湿沉降、化学过程,模式的最大优点是气象模块和化学传输模块在时间和空间分辨率上可以完全耦合.模拟区域包含99×99个网格,水平分辨率为27km,覆盖整个东亚地区和周边海域.模式层顶设在50hPa处,自地表到模式层顶共分为38个不等距层,其中2km以下高度包含12 层,可用于精细描述边界层内大气物理化学特征以及描述边界层结构.模式的模拟时间为2019年12月1日00:00时~12月15日00:00时,时间积分步长为120s,模式结果为逐小时平均量的输出.模式气溶胶方案选用MOSAIC [21]机制中的8档方案,在该方案中气溶胶粒径从0.039~10µm共划分为8个粒径段进行计算,其余参数化方案如表1所示.为了进一步消除初始条件的影响[22],将模拟前9d设置为spin-up的时间.模式其余参数化方案与文献[23]设置一致.使用NCEP发布的FNL资料为模式气象场提供初始和边界条件,以及使用全球化学模式(WACCM)输出结果为模式化学场提供初始和边界条件.在人为源方面,使用清华大学提供的MEIC清单(/)和MIX源清单[24], MEIC清单和MIX清单基准年分别为2016年和2012年.在生物源方面,选用MEGAN计算得到的生物质排放数据[25].1.4空气污染输送指数构建针对外来输送型污染的特点,结合轨迹模式输出结果和12~48h前PM2.5的观测数据对污染物的输送强度进行定量化计算建立污染输送指数[26].用HYSPLIT模式进行后向气团模拟,将东亚地区的水平空间网格化,即把0º~60ºN,70º~140ºE区域分成0.1°×0.1°的水平网格,依次统计每条后向轨迹在网格内出现的概率,得到每条轨迹的输送概率场.将每条轨迹的输送概率场与PM2.5观测浓度由公式(1)计算得到该条轨迹的输送强度,将该轨迹的所有输送强度相加得到它对污染物的输送强度值.为了使输送指数起到预报的作用,本文将后向12~48h的输送强度累加得到输送指数.(,)(,)(,)(,)(,)l i j l i j l i j dl i j tl i jT R E W W=(,)(,)l i jl i jlRnτ=(,)1(,)15dl i jWdl i j=+(1)(,)1(,)118tl i jWtl i j=+式中:(,)l i jT为输送强度,(,)l i jR为输送概率,(,)l i jE为上游PM2.5浓度实况,(,)dl i jW为距离权重函数,其中(,)dl i j为网格(,)i j与观测点的距离,(,)tl i jW为时间权重函数,其中(,)tl i j为网格(,)i j移动到观测点所需时间.(,)l i jτ为轨迹l在网格(,)i j内的停留时间,l n为轨迹运行的总时间,下标l和(,)i j分别为轨迹和网格.当污染物输送强度越大时,则说明污染物输送指数越大,反之越小.2结果与讨论2.1天气形势与空气污染过程从高空形势来看,本次空气污染过程中,500hPa上欧亚中高纬度地区为稳定的“一槽一脊”经向型分布,高压脊位于西西伯利亚东部到巴尔喀什湖地区,低压槽位于贝加尔湖东侧至长江中下游地区,10日08:00时,华北地区中东部、黄淮大部、江淮地区大部受低压槽前西南气流控制,随着低压槽东移,到11日08:00时上述地区逐渐由槽前转到槽后脊前,槽后脊前的西北气流引导的冷空气逐渐南下影响我国中东部地区.地面形势场上,10日05:00时,华北、黄淮、江淮地区主要受中心位于华北西部的低压系统控制,冷锋位于北京西部至山西中南部一带,北京大兴站位于低压前部,受偏南气流控制,有利于污染物和水汽向京津冀地区输送和聚集.10日08:00时(图1),冷锋抵达北京至华北南部一带,污染物浓度大值区位5期王丽娟等：初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响 2007 于华北中南部和黄淮地区,锋面即将抵达大兴站,该站维持较高污染物浓度.abc d图1 2019年12月10~11日地面等压线(hPa)与PM2.5浓度(µg/m3)叠加图Fig.1 Overlay map of ground-level isobar (hPa) and PM2.5 concentrations (µg/m3, colored dot) during Dec 10~11, 2019 图中黑色方点从北至南依次为大兴、济南和南京3个测站;红色线条表示该站点48h后向轨迹随着冷锋东移南压,10日11:00时,冷锋位于华北南部,大兴站已处于锋后,在锋后冷空气的清除作用下,污染物浓度明显降低;10日14:00时(图1),冷锋移至渤海湾至山东西北部地区,污染物浓度大值区主要集中在黄淮中北部,济南站位于冷锋附近,冷空气将华北地区的污染物向黄淮地区输送,济南地区的污染物浓度有所增加.10日20:00时(图1),随着冷锋南移至山东南部、江苏西北部地区,污染物浓度大值区主要位于黄淮到江淮北部一带.济南位于冷锋后部、高压的底前部,在高压底前部东北气流的影响下,将华北地区的污染物以偏东风的回流形式输送到济南地区,因此在冷锋移过济南站后的一段时间之内,济南站仍维持较高的污染物浓度.在冷锋的作用下,从华北、黄淮地区输送过来的污染物从低压底部偏西方向向江苏地区输送并堆积,江苏地区的污染物浓度自北向南逐渐增加;11日08:00时(图1),冷锋位于辽宁东南部至江苏中南部一带,在锋后偏北风的作用下,将北方地区污染物向南输送,江苏中南部地区的污染物浓度明显增加,由于江苏地区气压梯度小、风速小,则有利于北方地区的污染物在江苏南部沿江地区堆积,在PM2.5实况图上可以看到在江苏沿江地区有一明显的重污染带,此时华北、黄淮地区的污染物浓度已降低.11日11:00~14:00时,随着冷锋南压至江南北部,江苏位于高压前部,弱冷空气源源不断扩散南下,将上游地区的污染物向南输送,使得江苏南部地区PM2.5浓度一直维持较高水平;11日20:00时,冷锋继续南压至江南南部,江苏南部、江南北部位于冷锋后部,风速略有增大,使得污染物由江苏地区移出,此时江苏地区的PM2.5浓度虽较其他地区高,但较前几个2008 中国环境科学 41卷时次明显下降.由上述分析可知,PM2.5浓度的变化呈现出明显的自北向南逐步发展的过程,与冷锋的活动密切相关,污染物移动较快.2.2由北至南3站气象要素和PM2.5演变abc图2 2019年12月9日17:00~11日23:00期间3个站点地面气温(℃)、PM2.5浓度(µg/m3)、能见度(km)、风矢量(m/s)随时间的变化Fig.2 The time series of the ground level temperature (), PM℃ 2.5 concentration (µg/m3), visibility (km), wind (m/s) of three stationsfrom 17:00 BJT on Dec 9 to 23:00 BJT on Dec 11, 2019a.大兴;b.济南;c.南京根据前面的分析可以看出,此次污染物明显是伴随着冷锋的东移南下,依次输送至华北、黄淮至长江中下游地区,本节从以上3个关键区中自北向南挑选3个代表站,深入分析冷锋对它们的影响.从图2a中可以看出,10日02:00~08:00时,大兴的PM2.5浓度维持在150µg/m3以上,地面一直以弱南风为主,有利于污染物在华北中南部堆积,污染物浓度在08:00时前后达到最大,超过200µg/m3,相应的能见度在10日08:00时前后达到最低,在2km左右;08:00时之后,随着大兴站位于锋后,西北风明显加大,有利于污染物向东南方向输出,污染物浓度迅速降低至50µg/m3以下,且之后一直维持较低的浓度,能见度迅速增大,说明冷空气对污染物起到了清除的作用.从图2b中可以看出,10日02:00~08:00时,济南地区为偏南风,偏南风将济南地区的污染物向华北地区输送,污染物浓度呈下降趋势.11:00时左右,随着冷锋的靠近,逐渐转成西北风,华北地区的污染物输送至济南,济南站的污染物浓度明显增加.10日14:00~17:00时,济南受冷锋后的高压底部偏东气流控制,污染物浓度达到最大,超过200µg/m3,能见度达最低.由于弱的偏东风回流持续输送作用(图1),使得济南地区的污染物并没有在10日下午冷锋过境后立即被显著清除,而是保持在50~100µg/m3之间.从图2c中可以看出,从10日02:00~20:00时,南京地区以偏南风为主,污染物浓度一直维持在75µg/m3左右.10日夜间,南京由偏南风转成偏西风,且风速微弱,污染物浓度开始逐渐增加,11日05:00时达到150µg/m3,11日08:00时,随着冷锋的靠近,南京逐渐由偏西风转成偏北风且弱风状态维持,有利于污染物从北方地区直接输送过来并堆积,能见度也随之达到最低,为2km左右.11日08:00时之后,南京位于锋后,偏北风略有增大,污染物浓度降至5期王丽娟等：初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响 200950µg/m3左右,能见度开始好转.综合以上分析可以看出,随着冷锋的影响,3个站点分别表现出不同的污染物浓度变化特征,且与冷锋移动造成的风向风速的变化密切相关.2.3冷锋影响下边界层结构演变特征冷锋对某一地区的影响一般分为3个阶段:冷锋过境前、冷锋过境时和冷锋过境后.假相当位温(θse)是一个可以综合表征大气温度和湿度的物理量,能反映锋区的位置和移动的情况,某一地区位于冷锋不同的影响阶段,其附近的气象要素场特征亦有区别.由图3a可知,10日00:08时θse密集带位于35°~ 40°N,密集带随高度向北方倾斜,40°N以北的低纬度地区为θse低值区,为干冷空气占据,结合前面天气形势的分析可以判断出此时大兴站位于冷锋附近.从大兴站10日08:00时的边界层垂直结构图中可以看出,此时冷空气对大兴站影响不大,逆温层的存在,有利于大气污染的维持.08:00时过后,冷空气对大兴的影响增大,偏北风加大,打破了大兴站的逆温结构,霾天气结束.将10日14:00时的θse和风场沿117°E做垂直剖面(图3b),从图中可以看出, θse密集带略有南压,位于34°~37°N附近,济南在锋面附近.从济南站冷锋过境前和过境后的边界层垂直结构来看,10日08:00时冷锋过境前,济南站整层较干,逆温层厚度达500m 左右,温差只有1℃,10日20:00时冷锋过境后,高压底前部的偏东风会将北方的污染物和海上的暖湿水汽输送至济南地区,使济南地区的水汽条件略转好,近地面的逆温层结构更加明显,逆温层厚度降低至100m左右,温差增大到3℃,因此济南地区的霾天气在冷锋过境后仍维持.由图3c可知,θse密集带明显南移,位于31°~ 35°N ,锋面位于南京站附近.结合南京站的边界层垂直结构,可以看出,10日20:00时位于冷锋前时,南京地区边界层有逆温存在;11日08:00时位于冷锋附近时,近地面层100m以下的逆温层也逐渐减弱变成等温层,由于逆温层维持时间短,不利于污染物的堆积,因此南京地区的霾天气很快趋于结束.在冷锋影响的不同阶段,江苏地区的污染物水平平流输送、垂直平流输送和湍流扩散输送条件均发生了改变.冷锋影响初期,在近地面~100m高度,以水平平流的输入为主,在100~200m的高度上以湍流扩散输送为主,在500~1000m范围内以垂直平流输送为主.从整个过程来看,垂直平流输送不明显,从地面至100m高度范围内,污染物以湍流扩散输出为主,在距离地面100~500m范围内,湍流输入较明显,但小于水平平流输出.气压(hPa)气压(hPa)气压(hPa)图3 不同时刻假相当位温(K)和风场(m/s)沿不同站点经度的垂直剖面图Fig.3 Ve rtical cross-section of the potential pseud-equivalent temperature(K) and wind field(m/s) at different times along thelongitude of different stationsa.10日08时沿116.5°E;b.10日14时沿117°E;c. 11日08时沿119°E. 阴影区代表地形2.4各阶段污染物来源分析NOAA研发的HYSPLIT模式可以多角度全方位模拟污染气团的后向轨迹,从而判断污染物的可能来源和路径.本文选取2019年12月10日08:00时至11日08:00时为主要研究时段,利用HYSPLIT2010 中国环境科学 41卷分别对位于冷锋不同部位的大兴站、济南站和南京站500m上48h传输气团的路径进行分析.结合气团轨迹和地面天气图来看,10日08:00时大兴站位于锋面附近,污染物先在锋后西北气流的作用下向东南方向移动、移至锋面附近后在锋前偏南气流的作用下折向大兴;10日14:00时,济南位于冷锋附近,污染物从西北方向输送过来,当济南位于冷锋后、高压底部前时,济南转成高压底前部的东北风,污染物在东北风的作用下输送至济南境内;11日08:00时,冷锋位于南京站附近,冷锋后部的冷空气将华北地区和黄淮地区的污染物直接向南京输送.计算大兴、济南和南京的空气污染输送指数和PM2.5小时浓度演变(图4),从大兴站和济南站的输送指数可以看出,输送指数未能较好地体现出两站污染物浓度的真实情况,但是演变的趋势表现出来了,而对南京站而言,从12月10日白天开始,输送指数逐步增大,随之而来,在10日夜间PM2.5浓度值迅速增加,在12月11日上午PM2.5浓度值达到最大,与图1d和图3c的结论较为一致,说明这是一次典型的与冷锋有关的输送型污染.由于此输送指数主要是针对长江中下游地区的上游有污染区存在时才更有效,因此,此输送指数在长江中下游地区的使用效果更好.图4 2019年12月10日00:00~13日00:00时大兴、济南和南京空气污染输送指数与PM2.5逐小时分布Fig.4 Time series of air pollution transfer index and PM2.5 in Daxing、Jinan and Nanjing from 00:00 BJT on Dec10 to 00:00 BJT onDec13, 2019风场是决定大气污染物输送的重要因素,风向决定了空气污染物的输送方向,风速决定了污染物的稀释和清除的强度.通过前面的分析可知,污染物传输指数在长江中下游地区使用的效果优于其他地区,为进一步验证污染物的传输情况,使用WRF-Chem模式模拟了0~3000m各层高度上江苏省东西南北4个边界PM2.5的传输通量,每个方向的传输通量为PM2.5浓度与风速、边界截面积的乘积,用来表征每个方向污染物输送量的大小,结果发现0~700m高度上的特征一致,700~1300m的特征一致,1300~3000m的特征一致,因此分别给出这3个区域高度的传输通量图(图5).从图中可以看出,PM2.5传输通量比较大的区域集中在0~700m高度上,且以北方和西方的输入为主,10日20:00时之前,江苏位5期 王丽娟等：初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响 2011于低压的底部,因此污染物沿着低压底部偏西气流向江苏地区输送,随着10日20:00时前后冷锋开始进入江苏北部,北风分量逐渐加大,北方输送由负转正并逐渐增大,随着冷锋移过江苏,北方的输入逐渐小于输出,因此北方输送通量开始减小.对应的高空锋区落后于地面锋面,因此700~1300m 高度上偏北方向的污染物输送在11日下午达到最大.整个过程中700~3000m 上的污染物传输较少.由此可见,本次过程江苏省的PM 2.5主要输送口为700m 高度以下的北边界,随着冷锋的移动,冷锋后部的冷空气将北方的PM 2.5输送至江苏地区,在偏西风和偏北风的共同作用下,江苏地区的PM 2.5浓度自北向南逐渐增加.综上所述,10日夜间正是冷空气开始影响江苏的时刻,随着冷锋的移动,冷锋后部的冷空气将北方的污染物输送至江苏地区,江苏地区的污染物浓度自北向南逐渐增加.P M 2.5通量 (k g /s )P M 2.5通量 (k g /s )P M 2.5通量 (k g /s )北边界南边界西边界东边界3000-3003000-300300-3002019-12-10 2019-12-112019-12-122019-12-132019-12-14日期abc图5 不同高度上江苏省4个边界的PM 2.5传输通量(kg/s)Fig.5 PM 2.5 fluxes on the four borders of Jiangsu Province at different altitudea.0~700m ;b.700~1300m;c. 1300~3000m.江苏南北边界取20个格距,东西边界取19个格距,格距为27000m此外,进一步采用关闭污染源的模拟方法,计算出此次过程10日00:00~11日14:00时影响江苏省的污染物来源,得出江苏本地污染物占25.8%,江苏以外的污染物贡献占74.2%,与前面分析的此次污染过程以外部输送为主的结论一致.本文的初衷是剖析研究冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响,但由于目前污染物输送指数和模式模拟的污染物浓度演变在华北和黄淮地区的模拟效果不如江苏地区,因此以江苏地区的定量分析为主.本研究揭示了初冬冷锋南下过程中,上游污染物对下游地区的影响,以及南北方站点表现出不同的污染物变化和清除特征.但本研究未考虑降水对污染物的清除,也未对比分析不同强度的冷锋对南北方站点影响的差异,这些还有待进一步研究.3 结论3.1 本次过程期间,500hPa 以经向型环流为主,在高空低压槽东移的过程中,引导冷空气东移南下,自北向南依次影响华北、黄淮和江淮地区.3.2 冷锋导致的3站污染物浓度差异:冷锋入侵北京大兴站前,大兴站的污染物浓度增加,当锋面在大兴站附近时,污染物浓度达到峰值,冷锋过境后,风向立即转成西北风且风速明显加大,污染物浓度迅速降低,冷空气对污染物起到清除的作用;冷锋影响济南站时,虽然已转成了偏北风,但风速略小,使得污染物从华北地区向济南地区输送并堆积,污染物浓度升高,随着济南站转到冷锋后部、高压的底前部,在东北风的作用下继续将华北地区污染物以回流的形式向济南输送,因此,冷锋过境后济南站的污染物浓度降低较慢,并未完全清除;冷锋抵达南京站之前,。
国内外空气质量模型研究进展空气质量是人类关注的重要环境问题之一，对人类健康和环境影响巨大。
为了解决空气污染问题，科学家们不断开展国内外空气质量模型的研究。
下面将介绍一些国内外空气质量模型的研究进展。
国内方面，中国科学院大气物理研究所开展了一系列空气质量模型的研究。
其中，基于WRF-Chem模型的大气化学计算系统被广泛应用于国内城市的空气质量评估和预报。
该模型能够模拟大气动力学和化学过程，对于研究大气污染物的来源、传输和转化具有重要意义。
此外，中国科学院大气物理研究所还开展了城市尺度的空气质量模型研究，通过对城市内部和周边地区的大气污染过程进行模拟，为城市空气质量管理和治理提供科学依据。
国外方面，美国环境保护署（EPA）开展了一系列空气质量模型的研究。
其中，CMAQ（Community Multiscale Air Quality）模型是一种广泛应用的大气化学模型，用于评估和预测大气污染物浓度和空气质量。
CMAQ模型结合了大气动力学、化学反应和输运过程，能够模拟大气污染物的时空分布和变化趋势。
此外，美国国家大气研究中心（NCAR）也开展了空气质量模型的研究，推出了WRF-Chem模型，用于模拟大气动力学和化学过程，对于研究大气污染物的来源和传输具有重要意义。
近年来，随着计算机技术的发展和观测数据的积累，空气质量模型研究取得了重要进展。
一方面，模型的时空分辨率不断提高，能够更准确地模拟大气污染物的分布和变化趋势。
另一方面，模型的机理和参数也不断完善，能够更准确地模拟大气污染物的来源、转化和输运过程。
此外，模型也开始考虑气象条件、地形特征和人类活动等因素的影响，提高了模拟结果的准确性和可靠性。
然而，空气质量模型研究仍面临一些挑战。
首先，模型的精度和可靠性需要进一步提高，尤其是对于复杂的地理环境和气象条件。
其次，模型的计算量和运行时间较长，限制了其在实时空气质量预报中的应用。
此外，模型的数据需求较高，对观测数据的质量和数量有较高要求。
大气空间海洋系统评价模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：本文将讨论大气、空间和海洋系统的评价模型。
在现如今全球变暖和环境污染成为世界性问题的背景下，对这些系统进行准确的评价变得尤为重要。
大气、空间和海洋系统在地球上发挥着关键的角色，它们相互交互作用，直接或间接地影响着我们的生态平衡和人类的生存环境。
为了更好地了解和评估这些系统，许多评价模型已经被开发出来。
这些模型是一种量化分析的工具，用于评估大气、空间和海洋系统中的关键要素。
通过使用评价模型，我们可以更好地理解这些系统的运行机制，预测它们的变化，以及制定合理的环境保护和可持续发展政策。
在本文中，我们将详细介绍大气系统、空间系统和海洋系统的评价模型。
在大气系统评价模型部分，我们将探讨其中的关键要点，包括大气组成、空气污染、气候变化等方面。
空间系统评价模型部分将着重研究卫星数据应用、遥感技术和地理信息系统在空间环境评价中的应用。
海洋系统评价模型部分将介绍海洋生态系统的评估、海洋污染及海洋保护的模型。
通过全面而系统地评估大气、空间和海洋系统，我们可以为科学家、政策制定者和环境保护工作者提供准确的数据和信息，以支持他们的研究和决策。
这将有助于我们更好地保护环境、保障人类的健康以及实现可持续发展的目标。
本文的结论部分将对三个系统的评价模型进行总结，并展望未来的研究方向。
通过不断改进评价模型，我们可以更好地理解和保护我们的大气、空间和海洋系统，为我们的子孙后代创造更好的环境。
1.2文章结构文章结构部分是对整篇文章的概括和组织安排的描述。
在本文中，文章结构可以如下描述：1.2 文章结构本文主要分为三个主要部分，即大气系统评价模型、空间系统评价模型和海洋系统评价模型。
每个部分将分别探讨这些系统的评价模型，以便提供对大气、空间和海洋的有效评估。
在大气系统评价模型部分，将首先介绍大气系统的重要性和评估的必要性。
然后，将介绍大气系统评价模型的各个要点，包括要点1和要点2。
