简介：全球变暖已成为不争的事实,IPCC第四次评估报告中预测到本世纪末全球地表平均增温1.1-6.4℃。大量研究表明,温度升高可能直接或间接地影响森林生态系统的地上和地下生态过程,有关全球变暖对地上部分的影响在过去十几年已有许多报道,而到目前为止地下部分,包括根系、土壤等了解还十分有限。特别是在森林生态系统中,细根是植物吸收水分和养分,土壤碳输入以及土壤微生物活性的关键环节,对调控生态系统碳平衡以及对全球变化的响应发挥着重要的作用。

简介：2013年1月华北平原出现了罕见的重污染天气过程，并引发连续多天大范围重霾现象。利用中华人民共和国环境保护部公布的空气污染指数日值数据和气象常规观测数据，结合区域空气质量模式系统RAMS-CMAQ的模拟结果，对1月10～15日污染过程的气象要素和关键气溶胶物种时空分布特征进行了详细分析，并对灰霾成因进行了探讨。结果表明，受本次污染过程影响的区域主要分布在北京－天津－唐山、河北省中南部和山东省大部。这些地区细颗粒物（即PM2.5）日均质量浓度超过120μgm-3，且基本被灰霾覆盖，日均能见度在5～8km之间。其中在北京、天津、石家庄和济南市及周边地区细颗粒物日均质量浓度可达250～300μgm-3，部分市区可超过300μgm-3，而日均能见度则可下降至3km以下，形成重度灰霾。此外，对气象场的分析显示，本次污染过程期间华北平原大部分地区水平风速较多年平均值偏小约20%，且有明显逆温层覆盖，北京－天津－唐山、河北省南部和山东省北部的相对湿度则较多年平均值偏高达10%～40%。这样的气象条件不仅造成污染物易于堆积，而且有利于吸湿性粒子消光效应的快速增长，使能见度明显下降，是引发灰霾的重要因素之一。在北京地区引发灰霾的主要气溶胶物种为硫酸盐、硝酸盐和铵盐，这3种无机盐对近地面的消光贡献比率达到50%以上。其中硝酸盐的消光贡献比率最高，可达总体效应的1/4，表明在这次污染过程中除相关工业源排放外，交通源排放也是北京地区主要的污染源之一。

简介：2013年1月11～14日，华北地区经历重雾霾过程。为了探讨其形成原因，利用大气化学模式系统WeatherResearchandForecasting（WRF）-Chem模拟2013年1月华北地区气溶胶的时空变化。模拟的能见度、气象要素（温度、湿度、降水、风速和风向）以及细颗粒物（PM2.5，大气中直径≤2.5μm的颗粒物）地表浓度的时间变化与近地面观测值都较为吻合。模拟结果表明，1月11～14日，细颗粒物高值分布于河北省南部和东部、天津地区以及北京地区，其日均值约为400～500μgm-3。通过与历史气候数据比较发现，2013年1月10～15日华北地区的气象条件表现为较大的相对湿度正距平（20%～40%）以及风速的负距平（－1ms-1）。北京站点的探空数据还表明，在1月11～13日期间，垂直方向上，1km以下的大气中存在明显的逆温层，并且湿度保持较高的值（80%～90%）。模拟结果表明，1月11～14日，近地面南向风和东向风将水汽输送到华北地区，上层大气（850hPa）的西北风则将沙尘输送到华北地区。以上气象条件有利于气溶胶的吸湿增长和浓度的聚集。硝酸盐的收支分析表明，在北京地区，与1～9日相比，10～14日夜间化学生成和传输的显著增加都贡献于硝酸盐浓度，是重雾霾形成的主要原因。

简介：城市重霾污染事件的发生除排放源内在原因之外，气象条件是最直接的客观外因。本文以2013年2月21～28日北京地区典型细颗粒物（即PM2.5）重污染过程为例，基于颗粒物水平和垂直监测数据，常规及加密自动气象站数据和高时间分辨率风廓线数据，分析了重污染过程中不同尺度环流形势以及边界层结构的变化对细颗粒物重度污染形成、累积和消散的影响。结果表明：弱低压场或弱高压场控制下，局地西南风和东南风输送与北部山区偏北风在山前的汇聚，配合边界层低层顺时针方向的风切变，易发生大气中细颗粒物的爆发性增长；而均压场控制和近地层持续偏南气流输送，配合高层持续稳定的西北风，是污染长时间持续稳步增长的主因。此外，近地层低风速、高湿度和逆温的维持是区域霾污染爆发增长和长时间持续增长的关键气象因素。高压前部的系统性西北大风是污染得以驱散的直接外部动力。

简介：为解析大气污染物与气象的双向反馈机制及其对气象和环境的影响，建立基于Mie散射理论的气溶胶—光学性质模块，研制气象－化学双向耦合器，以嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS（NestedAirQualityPredictionModelingSystem）为基础，建立了NAQPMS和中尺度气象模式WRF（WeatherResearchandForecastingModel）的双向耦合模式（WRF-NAQPMS）。利用此模式数值模拟了2013年9月27日至10月1日的北京－天津－河北地区一次秋季严重灰霾过程。结果表明，考虑气溶胶辐射反馈的双向耦合模式模拟的气象要素和细颗粒物（PM2.5）浓度与观测结果更为一致。灰霾期间，气溶胶直接辐射效应显著改变了边界层气象要素，北京－天津－河北地区地面接收的太阳短波辐射减少25%，2m高度的温度平均下降1℃，湍流动能下降20%，10m高度的风速降低超过0.2m/s，边界层高度下降25%，使得边界层大气更加静稳，进而造成了重污染地区污染进一步加剧，如石家庄近地面细颗粒物浓度增加可达30%。分析表明灰霾与边界层气象要素之间存在一种正反馈机制，采用该机制的双向耦合模式有利于准确模拟和预报灰霾污染过程。