保护臭氧层 拯救人类共同的家园

<正> 地球上空平流层中保存了大气中90％的臭氧,作为一道天然屏障,有效地吸收了对人类健康有害的紫外线(UV-B区),所以说臭氧层是地球上生物的“保护伞”。臭氧层被大量损耗后,这一保护伞开了“大洞”,使照射到地表的紫外线明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害,最为人们所熟知的就是超量紫外线照射将使许多人患上皮肤癌。 近30年来,平流层大气中的臭氧正在遭受越来越严重的破坏。每到春季,南极极地上空的臭氧层中心地带,近95％的臭氧层被破坏;与周围相比,像是形成了一个洞——臭氧洞。1998年,臭氧洞出现时间从初冬开始,持续时间已超过100天,面积大至3个澳大利亚。实际上,臭氧层总浓度的减少已在全球范围发生。     

《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》简介

《维也纳公约》签署2个月后,英国南极探险队队长J.Farman宣布,自从1977年开始观察南极上空以来,每年都在9～11月发现有“臭氧空洞”。这个发现引起举世震惊。1985年9月,为制定实质性控制措施的议定书,UNEP(联合国环境规划署)组织召开了专题研讨会。同年10月,决定成立保护臭氧层工作组,从事制订议定书的工作。     

南极臭氧柱总量的时空变化特性与影响因素分析

利用大气本底站监测数据验证了大气红外探测仪(AIRS)反演数据(2003年3月―2021年2月),在此基础上基于AIRS数据分析了南极臭氧柱总量时空分布以及变化特性,并进而利用线性回归、相关性分析、小波分析等方法,结合平流层温度和海冰数据,分析了南极臭氧柱总量变化特征的影响因素。结果表明：AIRS反演数据与大气本底站监测数据的相关系数均在0.945以上,具有较高的准确度和平稳性。南极臭氧柱总量的时间变化具有很强的周期性,谷值与谷值交替约为12个月。通过小波时-频结合分析发现,南极臭氧柱总量明显存在时间尺度为2、4、6、8～10、13年的周期,其中震荡最剧烈的第一主周期13年又以10年为周期变化,第二主周期6年又以4年为周期变化,2003―2021年内第一主周期经历了2次高-低变化期,第二主周期经历了4次高-低变化期。臭氧柱总量随季节变化明显,春季是南极臭氧柱总量最高的季节,冬季、夏季、秋季依次次之。南极臭氧的空间分布特征差异较大,总体来看纬度越高,臭氧柱总量越低,并在85°S附近达到最低值。南极洲大部分区域平流层温度与臭氧柱总量呈显著正相关,统计结果显示当平流层温度小于189 K时会出...     

合肥上空大气臭氧垂直分布特征分析

利用中国科学院安徽光学精密机械研究所自行研制的L625紫外差分吸收激光雷达在合肥进行了长期的观测,对L625差分吸收激光雷达在1996～2009年观测的大气臭氧数据进行了分析,并与AURA卫星的观测数据进行了对比,得到了合肥上空大气臭氧月、季平均垂直分布的特征,初步给出合肥上空平流层臭氧的变化趋势.     

EMI 南极臭氧柱总量反演研究

利用差分吸收光谱技术 (DOAS) 反演了我国首个星载大气痕量气体差分吸收光谱仪 (EMI) 的臭氧斜柱浓度 (SCD), 通过 SCIATRAN 辐射传输模型建立了大气质量因子 (AMF) 的查找表, 最终得到 EMI 的臭氧垂直柱浓度 (即 臭氧柱总量)。将 EMI、 OMI 和 TROPOMI 于 2018 年 11 月 2 日获得的南极区域臭氧柱总量进行了对比分析, 三者 均观测到南极中高纬度 (30◦ S∼70◦ S) 的臭氧高值区域与南极内陆 (75◦ S∼90◦ S) 的臭氧低值区域, 且 EMI 与 OMI、 TROPOMI 的臭氧柱总量相关性 (R2) 分别为 0.977 和 0.979。进一步将 EMI 反演的臭氧柱总量与南极长城站 (62.22 S, 58.96 W) 地基天顶散射光差分吸收光谱仪 (ZSL-DOAS) 反演的臭氧柱总量进行对比, 二者相关性 (R2) 为 0.926。     

王石，站在生命最高处

第一次见到王石，是在宣布进军北极点的记者会上，当时他身穿全套登山的职业装，上面粘着冠名赞助商华硕和其他赞助商大大小小的LOGO，“就像F1赛车手一样”。到北极、是他“7 2”目标中的倒数第二站，之前，他登上了包括珠穆朗玛峰在内的全球7大洲的最高峰，之后，他将去往南极，成为中国第一个，全球第五个到达地球所有极点的人。     

搭载于FASat—Alfa小卫星的臭氧层探测实验的设计构想

臭氧层探测仪是智利FAsat—Alfa小卫星有效载荷之一。这个实验是为了测量紫外波段几个波长的太阳背向散射,补偿臭氧含量总量,特别是测量智利和南极洲上空的情况,臭氧层探测实验仪器必须具有重量轻、体积小、价格低等特点。本设计就是为完成此任务而进行的一项非传统设计构想,并在此设计中采用了CCD和干涉滤波片及非图像探测器等仪器,同时采用了补偿算法进一步分析臭氧合量。     

NASA卫星拍到北极“夜光云”

6月29日,美国宇航局(NASA)的卫星首次拍摄到北极上空神秘云层"夜光云"的详细画面,成因至今无法解释。在拍摄到的画面上,云层持续的移动并发光,并逐渐移出北极地区。汉普顿大学大气     

认识大气层

大气层是围绕地球的气圈,大气层由不同的层组成,各层次的成分不相同。科学家们将大气层成5个层次:对流层。它们在大气层的最低层,与地球的表接触,生物只有在对流层才能生存。对流层的平高度为12千米,但赤道上空的对流层高度达到6千米,极地上空的对流层高度仅有7千米。大气中空气有80%是在对流层中。平流层。它在对流层上面,高度约有50千米。流层非常寒冷,这一层中有大量的臭氧(O3)。来太阳的紫外线大部分被臭氧阻挡住。如果没有臭,地球的生物将受到严重伤害。中间层。它距地球表面的高度为50千米至100米;它的平均温度为10摄氏度,但最底温度…     

南极冰盖垂直温度场观测系统的设计与应用

极地冰下温度剖面的观测可为极区科学考察站的建设、南极冰下湖资源的开采等工程提供重要依据。近年来,国内外研制的温度观测系统,主要针对北极海冰环境设计,而南极冰盖下的温度场观测鲜有提及。本文提出一种在南极地区恶劣环境下,基于半导体温度传感器的冰下温度场分布观测系统。通过对电路结构和软件控制流程的设计,解决低温环境下能源消耗过快的问题。针对南极冰盖下单总线信号长距离传输困难的问题,对传输线缆进行分析,重新计算并依据结果调整硬件结构与程序。为检测系统能否满足观测需求,进行了温度精度与系统功耗的测定实验,达到数据稳定回传的目的。系统于中国第35次南极科学考察期间布放在我国南极昆仑站区域,获得超过6个月的南极冰盖温度场观测数据。     

群星荟萃，掩不住“新”星耀眼光辉——Canopus EDIUS HD／SD 亮相贵阳第十七届城市台会

有谁知道天空中最亮的星星是什么吗? 不要告诉我是太阳或月亮哦!(熙熙攘攘的交流声……)对了是天狼星。谁又知道我们熟知的牛郎、织女星排名多少呢?还有每天都在为我们指明北方的北极星排名多少呢?(讨论声音已寥寥无几……)织女星第5,牛郎星第12,而北极星仅排第47。那南部天空最亮的星星又是什么呢? (鸦雀无声……)就是下面的主角——Canopus。     

基于Pandora 观测的OMI 全球臭氧产品精度验证

臭氧是大气中一种重要的微量气体, 是影响对流层与平流层大气运动的重要成分之一, 臭氧的高精度探测 对于环境和气候具有重要的意义。OMI 传感器是目前具备探测全球臭氧含量的主要遥感传感器之一。利用地基 Pandora 观测网全球范围内44 个臭氧观测站点数据对OMI 卫星数据产品进行了精度验证。结果表明: OMI 臭氧产品 与Pandora 地基测量结果之间具有很好的线性相关性, 相关系数达到0.948, 但精度结果存在区域差异。在南半球地区, 相关系数为0.915; 在北半球低纬度地区, 其相关系数为0.932, 中纬度地区相关系数为0.948, 而在高纬度地区, 相关系 数达到了0.957。此外, 验证精度还与臭氧柱总量存在相关性, 在臭氧柱总量低于220 Du (对应臭氧空洞条件) 时, OMI 卫星产品存在高估现象, 高估约13%; 而在臭氧柱总量高于400 Du 时, OMI 的臭氧产品低于Pandora 地基测量结果, 且 随着臭氧柱总量增加, 低估情况也越严重, 在臭氧柱总量达到500 Du 时, OMI 臭氧产品低估约4%。     

基于OMI 的中国区域2005–2020 年间臭氧柱总量随经纬度变化特性研究

利用 OMI 每日 L3 级 O3 柱总量数据对中国区域 2005–2020 年间臭氧柱总量变化趋势开展研究, 构建了相 关数据库, 并基于数据筛选和数据挖掘分析了该期间中国区域臭氧柱总量与纬度和经度的相关性。结果表明, 在 2005–2020 年间, 中国区域上空的臭氧柱总量随纬度增大而增大, 而其与经度的关系受纬度值影响。当纬度大于特定 阈值时, 臭氧柱总量随经度增大而增大; 而当纬度小于该值时, 臭氧柱总量由西向东基本保持稳定。研究结果对于揭 示中国区域臭氧柱总量变化规律、进一步分析全球臭氧变化趋势具有重要意义。     

利用MODIS数据对北极夏季卷云特性的研究

利用2011~2014年MODIS云产品数据对北极地区夏季卷云的出现概率、云顶温度、云顶高度、光学厚度、有效粒径大小进行统计分析,并讨论了北极地区夏季卷云有效粒径大小和卷云高度的关系。结果表明,北极地区上空夏季卷云出现概率最高,水云较少。卷云云顶温度主要分布在230~272 K(即-43~-5℃),其云顶高度主要在2~8 km,4.5~6 km出现概率最大。卷云的光学厚度主要在小于10范围内。卷云的有效粒径在5~40 m之间,10~20 m出现概率最大。卷云的有效粒径和高度的关系与中纬度地区相反,北极地区卷云高度越高,卷云有效粒径越大。北极地区卷云随着纬度增大,卷云出现概率增加,卷云云顶温度降低,卷云高度增加,卷云有效粒径增大,卷云光学厚度增大。     

Inmarsat海事卫星通信的发展

本文主要介绍了Inmarsat自1979年成立后,经过多年的发展,海事卫星不断地更新、换代,终端演进为小型便携,海事卫星通信步入3G时代,现已成为集海、陆、空等商用移动卫星通信业务的领头军,能全面提供海、陆、空等移动卫星通信和信息服务,可以向除南极、北极以外的全球任何角落提供电话、传真和数据通信。     

北京地区大气臭氧与氮氧化物测量分析

高层大气臭氧能够吸收紫外线保护地球生物,但是低空和近地面臭氧却是危害人类健康和动植物生长的污染气体.氮氧化物也是空气中的污染气体,臭氧和氮氧化物可以相互转化,研究二者的变化关系具有重要意义.2011年12月利用EC9810A臭氧分析仪和EC9841氮氧化物分析仪,在北京中国环境科学研究院进行测量,得到了臭氧和氮氧化物的变化特征,分析结果表明臭氧和氮氧化物具有日变化特征,白天臭氧浓度呈现先上升后下降的趋势,夜里比较平稳;氮氧化物与臭氧变化趋势呈负相关,白天浓度先下降后升高,夜间浓度大于白天;臭氧的变化与气象条件有关,在晴天上升较快,峰值大,阴天上升慢,峰值小;臭氧的含量还具有明显的季节特征,春季的浓度要比冬季的浓度高.氮氧化物的变化与人们的生活关系密切,汽车尾气等废气的排放是导致氮氧化物含量升高的重要原因.同时利用中科院安徽光机所研制的AML-3车载激光雷达测量了臭氧在白天垂直高度上的分布,在500～1000m高度上臭氧的平均含量变化与分析仪测量趋势比较一致.     

西藏拉萨地区太阳紫外辐射观测

利用NILU-UV紫外辐射探测仪，在2015年1月至2016年12月期间，对西藏拉萨太阳紫外辐射及其影响因子（云、臭氧等）进行观测。结果显示，观测期间紫外辐射平均日剂量为1.24 MJ?m-2?d-1，其中夏季最高，为1.57 MJ?m-2?d-1，冬季最低，为0.87 MJ?m-2?d-1。拉萨当地正午时分（05:25~06:25 UTC）平均紫外线指数为8.34，夏季平均值达到11.53，冬季为5.02。紫外线指数瞬时最大值为20.78，紫外辐射日剂量最大值为2.58 MJ?m-2，两者均出现在2016年8月。夏季拉萨云况变化复杂，出现云增强地面紫外辐射的现象。观测期间拉萨当地正午小时平均臭氧柱总量为264.2 DU,臭氧含量变化幅度不大。     

2001年合肥上空大气臭氧的分布特征分析

对L625差分吸收激光雷达2001年的臭氧观测数据进行了处理和分析,观测结果表明:合肥上空高度5～45 km区间,臭氧厚度0.264×10-5 km,峰值高度海拔24.9 km,峰值大小4.3677×1012 cm-3.不同高度的臭氧数密度具有明显的季节特征,35 km、30 km和25 km高度的臭氧数密度变化特征表现为夏季数密度高,冬季数密度低.20 km、15 km和10 km高度的臭氧数密度的变化特征表现为冬春季数密度高,秋季数密度低.臭氧层峰值高度夏秋季高,冬春季低.     

电晕放电法制备臭氧技术研究

臭氧作为强氧化剂和杀菌剂已在发达国家得到广泛应用,在环境保护领域具有理想的发展前景.电晕放电法制备臭氧效率高、可控性好,是目前制备臭氧主要技术之一.文中介绍了臭氧发生器的工作机理,讨论了臭氧管电极材料和介电体材料选取的问题,对电晕放电法产生臭氧的工作机理进行了分析.     

窄间隙介质阻挡放电清除硅片表面颗粒污染物

硅片清洗技术已成为制备高技术电子产品的关键技术。采用窄间隙介质阻挡放电方法研制了低温氧等离子体源,把氧离解、电离、离解电离成O、O-、O+和O2(a1Δg)等低温氧等离子体,其中O-和O2(a1Δg)活性粒子进一步反应形成高质量浓度臭氧气体,再溶于酸性超净水中,用于去除硅片表面颗粒污染物。实验结果表明:当等离子体源输入功率为300 W时,臭氧气体质量浓度最高为316 mg/L;高质量浓度臭氧气体溶于pH值为3.8的超净水中形成臭氧超净水,质量浓度为62.4 mg/L;在硅片清洗槽内,高质量浓度臭氧超净水仅用30 s就可去除硅片表面的Cu、Fe、Ca、Ni和Ti等金属颗粒物,去除率分别为98.4%、95.2%、88.4%、85.2%和64.1%。本方法与目前普遍使用的RCA清洗法相比,具有无需大剂量化学试剂和多种液体化学品、清洗工艺简单、投资及运行成本低等优势。因此,窄间隙介质阻挡放电清洗硅片表面颗粒污染物技术具有广阔的市场应用前景。