上海市环境科学研究院大气环境研究所
中国科学院在各地的分院研究所
中国科学院在各地的分院、研究所中国科学院作为中国自然科学最高学术机构，在我国工学理学等自然科学领域做出了杰出贡献，化学物理、材料科学、数学、环境生态学已步入世界先进行列。
中国科学院成立于建国初期，响应国家号召，在全国范围内，设立研究分院，截止2016年已有分院12所，分别为北京分院、沈阳分院、长春分院、上海分院、南京分院、武汉分院、广州分院、成都分院、昆明分院、西安分院、兰州分院、新疆分院；下设包括微生物研究所、近代物理研究所、武汉岩土力学研究、物理研究所、生物物理研究所、兰州物化所在内的研究单位114个，涉及理工、基础化学物理、数学、微生物、生态等各个学科领域。
中国科学院拥有2所直属高校（中国科学院大学、中国科学技术大学）、1所共建高校（与上海市人民政府共建上海科技大学）、130多个国家级重点实验室和工程中心、210多个野外观测台站。
中国科学院的组织架构图中国科学院院士数据据2016年1月中科院官网显示，中国科学院有院士777人，其中数学物理学部148人，化学部131人，生命科学和医学学部143人，地学部127人，信息技术科学部90人，技术科学部138人；此外中国科学院还拥有外籍院士82人。
截至2016，中国科学院院士工作地分布在全国25个省、直辖市、自治区，其中，北京市380人，上海市92人，江苏省42人，辽宁省21人，湖北省21人，陕西省18人，香港特别行政区18人，安徽省16人，以上8个省、直辖市、自治区共有院士608人，占全体院士的83%；院士性别比例男性占94%，女性占6%。
中科院2017度的科研项目2017年，中国科学院下属植物研究所、地理科学与资源研究所、昆明植物研究所、合肥物质科学研究院、深圳先进技术研究院等多个研究单位的“大气辐射特性自动检测仪”、“地表反射自动观测高精度辐射计”、“多角度地表光学反射特性自动观测仪”、“高精度太阳辐射计”、“太阳直射自校准辐照度仪”、“光学遥感卫星智能化高精度地面定标系统”数十个科研项目，通过了我国第一家第三方科技成果评价机构——中科合创（北京）科技成果评价中心组织专家召开的评价会。
上海地区小型锅炉低氮改造分析
第38卷,总第221期2020年5月,第3期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.38,Sum.No.221May.2020,No.3 上海地区小型锅炉低氮改造分析艾 晗1,郭裕丰2,齐永杰2,陈 军2,杨荟楠2,苏明旭2,楼晟荣2,黄 成2,胡馨遥2(1.上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200862;国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室上海市环境科学研究院,上海 200233)摘 要:为了进一步削减锅炉氮氧化物排放量,上海市2018年6月颁布了上海市地方标准《DB31/387-2018锅炉大气污染排放标准》(以下简称标准)。
《标准》要求65t/h以下供热锅炉氮氧化物排放水平不高于50mg/m3。
在标准执行之前,上海市政府有关职能部门主持了相关低氮改造项目。
在各地区抽取了6台运行锅炉氮氧化物进行在线排放监测,完成低氮改造效果分析。
改造结果显示6台锅炉NO x排放均低于50mg/m3,符合新标准要求。
关键词:低氮改造;烟气在线监测;NO x排放;排放因子;减排率中图分类号:TK124 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2020)03-0201-05 Analysis of Low Nitrogen Transformation of Small Boilersin Shanghai AreaAI Han1,GUO Yu-feng2,QI Yong-jie2,CHEN Jun2,YANG Hui-nan2,SU Ming-xu2,LOU Sheng-rong2,HUANG Cheng2,Hu Xin-yao2(1.University of Shanghai for Science and Technology,School of Energy and Power Engineering, Shanghai200086,China;2.State of Environmental Protection Key Laboratory of Formation and Prevention of the Urban Air Complex,Shanghai Academy of Environmental Sciences,Shanghai200233,China)Abstract:In order to further reduce the emissions of Nitrogen oxides from boilers.Shanghai promulgated the local standard of<DB31/387-2018>,which is the atmospheric pollutant emission standard of boil⁃ers in June2018.It requires the emission level of Nitrogen oxides from the heating boiler below65t/h should no more than50mg/m3.Before the implementation of the standard,the relevant functional depart⁃ments of Shanghai government presided over projects about the low nitrogen transformation.By on-line monitoring the emission of Nitrogen oxides,Which samples were taken from six operating boilers in differ⁃ent district,the effect analysis of low-nitrogen transformation was completed.The transformation results show that the NO x emissions of the six boilers are all below50mg/m3,meeting the requirements.Key words:low-nitrogen transformation;atmospheric on-line monitoring;NOx emissions;emission fac⁃tor;emission reduction rat收稿日期 2019-12-05 修订稿日期 2020-02-10基金项目:开放基金课题项目(SKLLQG);国家自然科学基金项目(91544225,51776129)作者简介:艾晗(1993~),男,硕士研究生,研究方向为动力工程,污染源排放。
上海市环境科学研究院环境物理研究所举行20周年庆暨青年学术汇报会
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２ １ 年 １ 月 ８日 ， 海 市环 境 科 学 研 究 院 环 境 物 理 研 究所 成 ０ ０ １ 上
立２ ０周年庆祝大会暨青年学术汇报会在市环科院多功能厅隆重举 行 。 自上 海 市 环保 局 及 市 环 科 院 的各 级 领导 ， 来 中科 院声 学 所 、 海 上
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贯 严 谨 的工 作 作 风 ， 继续 为 政 府 的 决 策 咨 询 服 务 环 境 科 研 服 为
务 企 业 需 求 服 务 。性 内部资料准 印证 （ ） ０ ９ 号 Ｋ第 ４１
2023年度环境影响工程师职业资格考试合格人员名单
2023年度环境影响工程师职业资格考试合格人员名单广州市环境保护局北京市环境监测中心上海市环境评估研究院深圳市环境科学研究院重庆市生态环境保护研究院天津市环境保护科学研究院成都市环境保护研究所南京市环境科学研究院武汉市环境工程与生态研究院西安市环境与工程研究所根据2023年度环境影响工程师职业资格考试合格人员名单显示，以下为通过考试的合格人员名单。
这些人员经过专业培训和考试，已具备独立从事环境影响评价工作的能力和知识。
1. 张明2. 李娜3. 王伟4. 赵丽5. 刘强6. 陈秀7. 周军8. 胡倩9. 杨洋10. 徐梅以上人员已通过环境影响工程师职业资格考试，具备高水平的环境影响评价理论和实践经验。
在环境保护领域具备专业知识和技能，能够进行环境影响评价的全过程管理和实施。
这些合格人员在推动环境保护工作、确保项目的可持续发展和生态环境的保护方面将发挥重要作用。
环境影响工程师是一项高度专业化的职业。
他们需要具备深厚的环境科学和工程技术知识，并能根据项目的实际情况，对环境影响进行科学评估和分析。
合格的环境影响工程师还应具备独立思考、解决问题的能力，为环境保护提供科学依据和建议。
这些合格人员将在各自的工作岗位上发挥自己的专业优势。
他们在市环境保护机构、科研院所、环境工程咨询公司、环境监测机构等领域，将负责开展环境影响评价、环境规划、环境监测和环境保护工作。
他们将根据项目需求，制定环境管理措施，保护生态环境，促进可持续发展。
对于考试合格的人员来说，这是一份光荣和责任并存的资格证书。
他们将秉持专业精神，严格遵守职业操守和道德规范，勇于担当，为环境保护事业做出积极贡献。
他们将成为环境保护事业的中坚力量，为推动绿色发展、构建美丽中国贡献自己的力量。
总之，2023年度环境影响工程师职业资格考试合格人员名单的公布，标志着这些考生在环境影响评价领域取得了重要的成绩。
他们将在接下来的工作中努力实践，不断提升自己的专业能力和水平。
上海市环境科学研究院水环境研究所
国 家８ ５ 目： 池入 湖 ６项 滇
河流 水 质 改 善 与 工程 示 范
仪 （ ０ Ｕ 等多种先进 的仪器设备 。 １Ａ ） 同时 ， 还拥有 水质数学模 型、 实验数据 数学模拟软 件和大批 水环境水质 基础 资料 。
２ ０ 年至今 ， 究所 共承担 国家科技部 、 科委 、 （ ） ００ 研 市 市 区 环保局 、 镇政府等部 门下 市 水 环 境 质 量 改 善 与 工 达 和企事业单 位委托 的各 类科研 、 计 、 设 评价 项 目 １ ０余项 ， 国家科技进步 二等 奖 １ ０ 获
程 示 范
项， 上海市科 技进步一等 奖 １ ， 项 三等 奖 ２ 。 项
联 系人 ：孙从军 （ 所长 ） 叶建锋 （ 副所长 ）
现 场 叶 绿 素 荧 光 测 定 仪 （Ｏ Ｕ １Ａ ）
多功 能 反 应 器
浮 游 植 物 流 式 细 胞仪 （ｙｏ ｎ Ｃ ｔ ｅｓ ｓ ｅ
联 系方式
地址 ：上海 市钦州路 ５ ８ ０号
பைடு நூலகம்
邮编 ：２ ０ ３ ０２ ３
传真 ：０ １ ６ ８ ０ ８ 电话 ：０ １ ６ ０ ５ ９ ２ １ 、４ ０ ２－ ４ ４６ ０ ２ — ４ ８ １ ． ３ ２ ０ １ ４
水环境研究所 是上 海市环境科学研 究院的分支机构 ， 主要承担水污 染全过程控制
技术研 究， 咨询 、 工程评估 、 废水处理技 术 环境管理政策等研究 工作 ， 现有研究人员 １ ０
人， 博士 ６名 、 硕士 ４名 ， 中获 得高级职 称 ６名。 其 研究方向 ：１ 污 （ 水处理技术研 究 ；２ 水体污染治理和生态修复技术研 究 ；３ （） 废） （） （） 水环 境管理研 究 。 研究所拥有 ２ 个大型实验室 ， 购置 了仪器 ５ 台（ ）大型 １ 套 ， 实验 装置有 ５ ， 套 其中包括 Ｓ Ｒ中试试验装 置 、 Ｂ 多功 能水质 分 析仪 （ａｈ Ｄ ｆ ０ ） 多参数水质测定仪 （ｙｒｌ ａａｏｄ Ｈ ｃ Ｒ ２ １ 、 ｌ ０ Ｈ ｄ ａ Ｄ ｔｓｎｅ ｏｂ
上海燃煤电厂烟气脱硫石膏利用前景分析
ｆ ｅｇ ｓ ｅ ｕ ｈ ａｉ Ｆ Ｄ ｉ ｔｌｔ ｎ ．Ｐｏ ｅｔ ｓ ｆ ｙｓ ｍ， ｙｐｏ ｕｔ ｆｈ Ｇ ｒｃｓ ， ｎ ｓ ｌ ａ ｓ ｌ ｕＩ ｌ ｎ（Ｇ ）ｎ ａａｉ ｓ ｒｐ ｒｅ ｐ ｕ ａｂ－ｒｄ ｃ ｏ ｔ Ｆ Ｄｐｏｅ ｓ ａ ｄｉ ｕ ｄ ｐ ｒ ｏ ｓ ｓ ｌｏ ｉ ｏｇ ｅ ｔ
ｐ ｒ ｐ ｃｉｅ ａ ｐｉａ ｉ ｆＦ ｙ ｓ ｍ ｏｍａ ｉｇ ｂ ｉ ｉｇ ｍａ ｅ ｉ ｓａ ｄ ｔ ｇ ｉｕｔ ｌ ｓ ｓｄｓ ｕ ｓ ｄ．Ｉ ｅ ｓ ｅ ｔ ｐ ｌ ｔ ｏ ＧＤ ｇ ｐ ｕ ｔ ｋｎ ｕｌ ｎ ｔ ｒ ｎ ｏ ａ ｒ ｌ ｒ ｅ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ｖ ｃ ｏｎ ｄ ａｌ ｃ ｕａ ｕ ｔ ｈ ｓ ｂ ｅ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｈ ｅｕ ｅ ｏ ＧＤ ｇ ｐｓ ｍ ｃ ｏ ｄ ｔ ｈ ｒｎ ｉｌ ｆｃ ｕａ ｃ ｏ ， ｄ ｗｉ ｂｒ ｇ ａ ｅ ｎ ｓ ｏ ｈ ｔ ｅ ｒ ｓ ｆＦ ｙ ｕ ａ ｃ ｒ ｓｗｉ ｔ ｅ ｐ ｉｃｐ ｅｏ ｉ ｌｒｅ ｏｎ ｍｙ ａｎ ｌ ｉ ｔ ｈ ｒ ｃ ｌ ｎ
Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ３ ） ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ３
摘要 根据 上海市 新一轮环 保三年 行动计￣（ ０ ～ ０８ 要求， 将在未 年中 １ ０６ ２０ 年） 上海 Ｊ ２ 来３ 完成全市１家电 １ 厂的３ 台约６ ０Ｍ ５ ８Ｗ ５ 燃煤发电 机组的烟气脱硫工程， 时将产生大量的 这同 烟气脱硫副 产品— —脱硫石膏， 处置和利用好脱硫石膏， 对上海市的生态环 境 保护 有着重要的意义。 述了 阐 燃煤电 气脱硫石膏的特性 厂烟 和国内 外脱硫石膏的 利用现状。 上海实际， 结合 对烟气 脱硫石膏 在建筑建 材业 农业 等领域的 应用前 景进行了 分析。 烟气脱 指出 硫石膏的 资源化 利用符合 循环经 济理念， 产生良 环境、 并能 好的 社会和 经济效 益。
医疗垃圾焚烧环境卫生标准 CJ303
区域类别
适用地区
容许烟尘浓度 现有 新扩建
容许标格曼黑度级
风景名胜区 自然保护区和其他特殊保护区 规划居民区 工业区 郊区及县城 其他地区
注 为不应新建和扩建
中华人民共和国建设部
工程建设标准全文信息系统
批准
实施
工程建设标准全文信息系统
医疗垃圾焚烧烟气中有害物质最高允许排放量 按表 执行 表
有害物质名称
二氧化硫 氮氧化物 一氧化碳 氯化氢 总悬浮颗粒物
盐酸副玫瑰苯胺比色法 盐酸萘乙二胺比色法 红外分析法 气相色谱法 硫氰酸汞比色法 重量法
工程建设标准全文信息系统
工程建设标准全文信息系统
附录 医疗垃圾焚烧残渣监测方法
补充件
医疗垃圾焚烧残渣采样方法
采样器皿 以无菌的带盖搪瓷盘盛装焚烧残渣 每个焚烧点采集焚烧残渣 样编号 日期 地点等内容
现有
最高允许排放量
新建扩建改造
二氧化硫
氮氧化物
一氧化碳
氯化氢
医疗垃圾焚烧场区大气中有害物质最高允许浓度 按表 执行 表
有害物质名称
任何一次
最高允许浓度
日平均
总悬浮颗粒物
二氧化硫
氮氧化物
一氧化碳
氯化氢
注 日平均 为任何一日的平均浓度不许超过的限值 任何一次 为任何一次采样测定不许超过的浓度限值
医疗垃圾焚烧残渣排放标准 按表 执行 表
氮氧化物
吸收液 克对氨基苯磺酸加入 毫升冰醋酸和
水混合液 待完全溶解后 再加入
盐酸萘乙二胺溶解后 用水稀释至
棕色容量瓶标线为吸收液原液
吸收管为棕色多孔玻板吸收管 在其中装入 吸收液 按 份吸收原液和 份水的比例混合 采
样时将吸收管装入大气采样器 进气口接氧化管 以
中国科学院和工程院院士名单(大气科学方面)
中国科学院院士（大气方面的非气象局部门的院士）1.巢纪平气象学家1932年10月19日生于江苏无锡。
1954年毕业于南京大学气象系。
1995年当选为中国科学院院士。
国家海洋环境预报中心名誉主任、研究员。
2.符淙斌气候学家1939年10月14日生于上海。
1962年毕业于南京大学气象系，1967年中国科学院研究生毕业。
2003年当选为中国科学院院士。
3.黄荣辉气象学家1942年8月17日生于福建惠安。
1965年毕业于北京大学地球物理系。
1968年中国科学院大气物理研究所研究生毕业。
1983年获日本东京大学理学博士学位。
1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。
4.李崇银气象学家1940年4月15日生于四川达县。
1963年毕业于中国科学技术大学。
2001年当选为中国科学院院士。
5.吕达仁吕达仁，大气物理学家。
中国科学院大气物理研究所研究员。
1940年生于上海市。
1962年毕业于北京大学，1966年在中国科学院大气物理研究所获硕士学位。
6.穆穆大气动力学家。
中国科学院大气物理研究所研究员。
1954年8月生于安徽省定远县，籍贯安徽定远。
1978年毕业于安徽大学数学系，1982年获该校应用数学硕士学位，1985年在复旦大学数学系获得应用数学博士学位。
7.吴国雄大气动力学和气候动力学家1943年3月20日生于广东潮阳。
1966年毕业于南京气象学院。
1983年获英国伦敦大学理学博士学位。
1997年当选为中国科学院院士。
8.伍荣生大气科学家1934年1月17日生于浙江瑞安。
1956年毕业于南京大学大气科学系。
1999年当选为中国科学院院士。
9.曾庆存气象学和地球流体力学家1935年5月4日生于广东阳江。
1956年毕业于北京大学物理系。
1961年获苏联科学院数理科学副博士学位。
1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。
中国科学院院士（气象相关领域）1.陈俊勇大地测量学家1933年5月16日生于上海，籍贯浙江宁波。
上海市生态环境局关于田瑾等同志职务职级任免的通知
上海市生态环境局关于田瑾等同志职务职级任免的通
知
文章属性
•【制定机关】上海市生态环境局
•【公布日期】2024.06.21
•【字号】沪环人〔2024〕111号
•【施行日期】2024.06.21
•【效力等级】地方规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】国家公务员管理
正文
上海市生态环境局关于田瑾等同志职务职级任免的通知
机关各处室、局属各单位：
经研究决定：
田瑾同志任市生态环境局生态环境保护督察办公室副主任、三级调研员，免去其市生态环境局执法总队副总队长职务、三级高级主办职级；
胡颂同志任市环境科学研究院副院长，免去其市生态环境局土壤生态环境处（固体废物与化学品处）副处长职务、三级调研员职级；
免去李芸同志市环境科学研究院副院长职务；
免去陈宗明同志市辐射环境安全技术中心副主任职务。
上海市生态环境局
2024年6月21日。
第四届中国环境科学学会青年科学家奖（优秀奖）揭晓
北京工商大学副教授
贾璇，北京工商大学副教授，长期从事有机固废绿色能源化方向，从微环境调控 - 能 源定向转化 - 工艺过程控制入手，在理论技术创新、核心装备突破、工程应用与产业化推 广中做出了贡献。先后主持国家“十三五”重点研发计划、国家自然科学基金、地方科技 成果转化等科研项目，获中国专利优秀奖1项、省部级一等奖3项、二等奖2项。
方雪坤
浙江大学环境与资源学院研究员
方雪坤，浙江大学环境与资源学院研究员，长期从事碳中和与臭氧层保护相关领域研 究，特别是全球与区域尺度重要气体排放溯源及应对研究。以第一作者 / 通讯作者发表20余 篇论文，包括2篇 Nature（共同一作，IF=43.07）、2篇 Nature Geoscience（IF=14.48），篇 均影响因子11.0，被 WMO《平流层臭氧科学评估》报告多次正面引用。入选国家重大青年 人才计划。目前担任生态环境部《蒙特利尔议定书》履约专家组成员、中国环境科学学会环 境规划专业委员会副主任委员、2022年 WMO 臭氧层评估报告共同作者等。
宁朋歌
中科院过程工程所研究员、博导
宁朋歌，中科院过程工程所研究员、博导。长期围绕高浓度污染物萃取减排开展基础与 应用研究工作。入选中科院青促会会员，化学物质环境风险评估专家委员会专家等 ；现任北 京市过程污染控制工程研究中心副主任，兼任 Acta Physico-Chimica Sinica 青年编委。取 得的创新成果在化工环境类主流期刊发表论文60多篇，获授权发明专利26项，合著书籍一 部 ；核心技术应用于钒铬废渣减排、煤化工废水污染减排等7项示范工程。获国家技术发明、 科技进步二等奖各1项、省部级一等奖1项。
吴仁人
生态环境部华南环境科学研究所正高级工程师
吴仁人，生态环境部华南环境科学研究所正高级工程师，长期从事水体污染源解析、 海洋流域水环境管理等方面的研究工作。共发表学术论文30余篇（SCI 论文20篇），成果 获广东省优秀工程咨询成果一等奖2项，入选国家生态环境保护青年拔尖人才、广东省环 境科学学会青年科技奖金奖等。现任“国家环境保护水环境模拟与污染控制重点实验室” 副主任、中国环境科学学会海洋专委会委员、广东省环境学会海洋专委会副秘书长等。
国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”重点专项2018年度拟立项项目公示清单
刘建国
2380
3
程水源
2734
3
3
2018YFC0213300
胡春胜
2470
3
4
2018YFC0213400
宁平
2724
3
5
2018YFC0213500
孟凡
1578
3
6
2018YFC0213600
杜慧滨
1884
3
7
2018YFC0213700
环境保护部环 境规划院 上海市环境科 学研究院项目名称
1
2
近海海洋边界层大 气污染综合立体探 2018YFC0213100 测技术研发及应用 示范 污染输送多时空尺 2018YFC0213200 度的相互作用研究 农畜牧业氨排放污 染高效控制技术 典型工业炉窑烟气 资源化高效治理技 术 法规空气质量模型 技术体系研究 大气污染区域联防 联控制度和管理技 术体系研究 大气环境管理的经 济手段和行业政策 研究 长三角 PM2.5 和臭 氧协同防控策略与 技术集成示范 珠三角 PM2.5 和臭 氧综合防控技术与 精准施策示范 成渝地区大气污染 联防联控技术与集 成示范 精细化工园区大气 污染全过程控制与 技术集成示范
3
8
2018YFC0213800
王书肖
3725
3
9
2018YFC0213900
暨南大学
郑君瑜
3718
3
10
2018YFC0214000
北京大学
谢绍东
2937
3
11
2018YFC0214100
浙江工业大学
陈建孟
2903
3
附件 1： 国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”重点专项 2018 年度拟立项项目公示清单
实施大气污染物排放总是控制后能源系统的减排效果
襄 １ 上海 各 产业 ＧＤＰ增 长 率 和 人 口总 数 ｉ ｈ ｎ ｈ ｉ ｎ ｏ Ｉ鲥 ０ ｆｈ ｉ ｎＳ ａ ｇ ａ ａ ｄｐ ｐｌ ｌ ｎｏ ｔｅ ｔ ｃｙ
） 包 括流 动 ＾ 口
预测 结 果 显 示 ．由 于 实 行 了产 业 结 构 调 整 ，２ Ｏ Ｏ ０年 至 ２ １ 上 海 市 工业 部 门 的 有 用 能需 ０ ０年 求 年 增 长 率 基 本 保 持 在 ２０ ．％左 右 ，商 业 部 门的 能源 需 求 年 增 长 率 为 ８ ．交 通 部 门为 ７８ ， ％ ％ 生 活 能 源需 求 的年均 增 长 率 为 ７ ． 市 总 的能 源 需求 年 增 长 为 ３６ 根 据 这 一发 展 ， 计到 ２ １ ％ 全 ．％ 预 ００ 年 上 海 终 端 各 部 门 能 源 需 求 量 将达 到 ７０ Ｐ ０ Ｊ以上 。其 中 ， 工 业 占 ５ ％，商 业 占 ２ ％ ， 交通 占 ５ ０
陈 长虹 ， 杜 静
（ 上海 市 环境 科 学研 究 院．上 海 ２ ０ ３ ） ０ ２ ３
摘
要 ： 以上 海为倒 ，采 用 ＭＡＲＫＡ Ｌ模 型研 克 了能 源 系蜿对 未 来 环境政 策 的 响应 。
政 策情 景 包括提 高能 源鼓 串 、能源 结构调 整 、宴施 ｓ 排放 总 量控 制 等 ．研 克结果 显 示 ，提 高能源 鼓 串和 娈施 能 源结构调 整后 ，上 海 市 ＣＯ２ 和 Ｐ ｏ 、ｓ Ｍ１ 排放 量将 明 显 降低 ．进 一 步削 减 ＮＯ Ｐ ０ 和 Ｍ】排放 将 主 要取 决 于末 端处 理技 术 。
响应 。
ｌ 上 海 市 能源 系 统模 型
为模 拟 上 海 能 源 系 统 对 能 源 与 环 境 政 策 的 响应 ，本 文 以 １９ ９ ５年 为 基准 年 ，采 用 能 源 系 统 优 化 模 型 ，即 ＭＡＲ ＫＡＬ模 型 进 行 政 策 分 析 。模 型 的 外 生 变 量有 终 端 能源 需 求 ，二次 能 源 加 工 与 转 换 技 术 ，一 次 能源 供应 品种 等 。ＭＡＲＫＡＬ模 型 的结 构 形 式 如 图 １所 示 。 上 海 ＭＡＲＫＡＬ模 型 共 包 括 ３ ０个 能 源 需 求 类 别 ，２ ２种 能源 载 体 ，３ ０种物 料 ，２ ８种 工 艺 ， １３种 能 源技 术 ， 其 中 ２ ７ １种 能 源 加 工转 换 技 术 。 能源 需 求 部 门 有 农 业 、 工业 、商 业 、生 活 、
船舶工业大气污染物排放标准
环境空气挥发性有机物的测定吸附管采-样热脱附/气相色谱-质谱法
《建设项目环境保护设施竣工验收监测技术要求（试行）》（环发（2000）38 号） 《污染源自动监控管理办法》（国家环境保护总局令第 28 号） 《环境监测管理办法》（国家环境保护总局令第 39 号）
3
定义
下列术语和定义适用于本标准： 3.1 钢质船舶造修与海洋工程装备企业 steel ship building and repairing industry and offshore engineering equipment industry 指建造、修理、改装钢质结构船舶和/或建造、修理海洋平台、配套船舶及装备制造等海洋工程
ICS
DB31
海 市 地 方 标 准
DB31/××××—2015
上
船舶工业大气污染物排放标准
The Emission standards of pollutants for shipbuilding industry
（征求意见稿）
2015-××-××发布
2015-××-××实施 发布
上 海 市 环 境 保 护 局 上海市质量 技术监督局
4
污染物排放控制要求
4.1 大气污染物排放限值 4.1.1 现有企业自 2017 年 1 月 1 日起执行表 1 规定的大气污染物排放限值。 4.1.2 新建企业自 2015 年 7 月 1 日起执行表 1 规定的大气污染物排放限值。 表 1 污染源大气污染物排放限值
序号 1 2 3 4 5 6 污染物项目 苯 甲苯 二甲苯 苯系物 非甲烷总烃 颗粒物 适用工艺 预处理/室内涂装 预处理/室内涂装 预处理/室内涂装 预处理/室内涂装 预处理 室内涂装 预处理/室内涂装 排放限值 （mg/Nm ） 1 3 25 45 50 70 20
全国环评单位名单
甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲 甲
1028 1030 1031 1032 1033 1035 1038 1039 1040 1042 1043 1045 1046
2010-12-24
轻工纺织化纤；社会 区域
冶金机电、化工石化 医药 社会区域；输变电及 广电通讯 化工石化医药；社会 区域 轻工纺织化纤；建材 火电
甲
1504
化工石化医药；冶金 建材火电；社会区域 机电；交通运输 轻工纺织化纤；化工 石化医药；冶金机 2010-12-24 农林水利；交通运输 电；建材火电；社会 区域； 化工石化医药；建材 火电；交通运输；社 2010-12-24 会区域； 输变电及广 电通讯；轻工纺织化 纤；冶金机电 2010-12-24 建材火电；交通运 输；社会区域 化工石化医药；冶金 机电
社会区域
海洋工程 社会区域
2010-12-24 交通运输；社会区域 2010-12-24 化工石化医药；交通 运输；社会区域 建材火电；核工业
2010-12-24 农林水利；社会区域 2012-2-12 采掘；交通运输 轻工纺织化纤；社会 区域 冶金机电；社会区 2010-12-24 域；输变电及广电通 讯 2010-12-24
2010-12-24 交通运输；社会区域 2010-12-24 建材火电；采掘；社 会区域 冶金机电；输变电及 广电通讯 化工石化医药；建材 火电 社会区域；化工石化 医药 交通运输 化工石化医药
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大气环境与气象科学研究
大气环境与气象科学研究第一章、引言大气环境与气象科学研究是一个多学科、跨学科的领域。
随着经济的快速发展和城市化进程的加速，大气环境污染问题日益严重，与此同时，气象科学的发展也得到了越来越广泛的关注。
在此背景下，如何利用现有的技术手段和研究理论，开展更加深入有效的大气环境与气象科学研究，成为了当前亟待解决的重大科学问题。
第二章、大气环境研究大气环境研究主要围绕大气污染、大气成分和气象要素等展开，旨在探索如何采取有效措施减少污染、保障大气环境的健康发展。
当下，大气污染问题已经成为全球性问题，国内外学者们通过模型仿真、实地观测等多种途径对大气污染传输、化学反应及机理、影响因素等方面进行了深入研究,以期总结经验、提出建议、制定规程和标准，引导政府或企事业单位采取切实可行的治理方案，让人们的生息环境得到改善和保护。
第三章、气象科学研究气象科学主要涉及气象系统的分类、分析和观测，以及天气预报、气候变化等方面的研究。
现阶段，气象业正在发生革命性变化，科技创新和研发不断推陈出新，气象观测基础设施、气象数值模式和人工智能在气象业中的应用等都已得到快速推广与广泛应用。
这些事实都使得气象科学新技术的应用成为了促进气象海洋领域持续发展的重要手段。
第四章、大气环境与气象科学联合研究大气环境和气象科学的研究可以相互交叉、辅助，以实现更好地探究自然环境、人类活动和社会经济发展之间存在的复杂关系。
比如，气象因素在空气污染过程中扮演着重要的角色，大气环境污染的传输情况、发展趋势都需要地面气象观测、掌握大尺度气象变量方面的数据。
此外，大气环境与气象科学联合研究对现代生态环境建设与治理有着至关重要的意义，通过数值模拟等研究手段，可科学预测和主动干预环境系统反馈过程，为找到生态环境保护与经济发展之间的平衡点提供科学支撑。
第五章、结语总之，作为一个跨学科领域，大气环境与气象科学研究面临着各种新的挑战与问题，既要保障大气环境状况的稳定、发展，又要对气象科学相关研究提出新的需求和思路。
环境研究院简介
环境研究院简介环境研究院成立于2003年, 是学校直属的科研和研究生培养单位。
主要任务是致力于国家急需、国际前沿环境科学与工程的应用基础研究, 并培养“环境科学”专业博士研究生、“环境科学与工程”专业硕士研究生。
研究院下设3个研究所, 即大气环境化学研究所、环境理论化学与实验研究所和环境生态学研究所。
环境研究院现有教职工31人, 其中教授14人、副教授7人、讲师和助理研究员3人。
教学科研人员中有院士1名、泰山学者1名、外专“千人计划”特聘教授1名、青年“千人计划”特聘教授1名、省杰出青年基金获得者3名、教育部新世纪优秀人才2名、“齐鲁青年学者”特聘教授1名, 其他中青年教师19名。
现有博士研究生45人, 硕士研究生98人。
大气环境化学研究室主要开展PM2.5理化特性、来源解析及气候效应、霾污染特征与成因、大气氧化性与光化学污染机理、大气酸沉降等科学研究。
建有环境化学实验室与大气环境超级观测站。
拥有50余套先进的大气污染测量、分析仪器和样品采集设备, 其中包括固定翼无人机, 大气污染移动观测站等, 可实时测量大气中各种污染气体, 颗粒物粒径分布、化学组成与光学特性等, 能满足实验室和现场大气污染观测的研究需要。
环境量化计算与实验研究室将量子化学计算、分子模拟与实验相结合, 研究有机污染的形成与降解（化学降解与酶催化降解）机理、二次气溶胶成核机制及气溶胶表面的复相反应等。
拥有由高性能SGI工作站, 浪潮刀片式服务器、20余台Dell服务器以及由150余台PC机组成的并行计算局域网, 现有Gaussian、Discovery Studio、Materials Studio、Siesta、Charmm、Chemshell、Turbomole、Polyrate及Mesmer 等程序及一套超低温基质隔离系统, 可满足化学基元过程实验和理论计算需要。
环境生态研究室主要从事土壤重金属污染、人工湿地污染物去除及微生物作用、湿地植被演变和恢复、生物入侵及生态影响、生物多样性等研究。
上海市PM2.5及散射系数的监测
数最大 值 和 最 小 值 分 别 出 现 在 12 月 ( 302. 9 Mm -1 ) 和 9 月
(134 Mm -1 ) 。 因为冬季不利的气象条件和机动车尾气的排放增
加颗粒物的积累和散射系数, 而夏季较高的边界层有利于污染
通过连续的实时颗粒监 测 器 ( FH 62 C14 系 列, Thermo Fisher
Scientific Inc. ) 测量的。 原理是将采集的颗粒物收集到石英滤带
上, 根据滤光片负载连续测量 β 射线的衰减来算出 PM2. 5 质量
浓度。 采用 LED 积 分 浊 度 计 ( Ecotech, Aurora 3000 ) 对 450、
第 49 卷第 1 期
2021 年 1 月
Vol. 49 No. 1
Jan. 2021
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
上海市 PM2. 5 及散射系数的监测
兰 剑1 , 乔利平2 , 郝继宗1 , 孟祥龙1
(1 中国船舶重工集团公司第七一一研究所, 上海 201108; 2 上海市环境科学研究院,
2 结果与讨论
2. 1 PM2. 5 和散射系数的时间变化特征
PM2. 5 浓度和散射系数的年均值分别为 52. 9 ±4. 1 μg / m3 和
262. 4±204. 9 Mm -1 。 其月变化如图 1 所示, 二者季节变化都呈
冬季>秋季>春季>夏季的特征, PM2. 5 浓度月均值最大值和最小
大气辐射强迫而对全球气候产生影响 [1] 。 很多学者对气溶胶散
临近空间大气环境研究现状
第39卷第6期力学进展Vol.39No.6 2009年11月25日ADVANCES IN MECHANICS Nov.25,2009临近空间大气环境研究现状*吕达仁1,†陈泽宇1郭霞1田文寿21中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测实验室(LAGEO),北京1000292兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000摘要临近空间指高度位于(20∼100)km之间的地球大气层.简要综述临近空间的已有了解和研究前沿,包括基本状态、主要过程与控制因子.介绍了基于已有探测资料的经验模式的建立和基于基本物理定量规律和数值模拟方法的中层大气环流和化学气候数值模拟.最后从临近空间大气环境保障应用角度提出研究的新建议.关键词临近空间,中层大气,平流层,中间层,低热层1引言临近空间指高度位于(20∼100)km之间的地球大气层.伴随着新一代航空器、浮空器和亚轨道航天器等的发展,临近空间正在成为开展高技术应用和国防安全活动的新领域,关于该领域大气环境的性质日益成为关注的热点.这个区域和大气物理学关注的高度位于(10∼100)km范围的“中层大气”基本重合,是大气物理学研究的传统领域.地球大气的基本状态取决于大气的能量收支.其中包括由于大气成分吸收太阳短波辐射而产生的加热和自身热发射导致的冷却,这些统称为辐射平衡过程,还包括由于动力过程导致的非绝热强迫.其中,大气成份的辐射吸收和发射性质控制了能量收支的主要过程,如图1所示,其结果形成了以温度为代表的大气分层结构.图2给出了从地面直到120km高度范围内,按照温度随高度变化的形式进行圈层划分的概念图像,其中包括对流层(troposphere)、平流层(stratosphere)、中间层(mesosphere)和热层底部(thermosphere)等区域.相对于组成太阳辐射能量的主要光谱波段,以氮气和氧气为主体的地球大气是准透明的,因此太阳辐射可以穿过大气层到达地面.这些抵达地面的太阳辐射能量中除了一部分被直接反射回空间(取决于地表反照率),其余部分通过地表能量分配过程转化为驱动大气运动的能量,其中包括可以直接加热大气的感热、通过被蒸发的液态水带入底层大气的潜热以及依赖于地表温度的长波辐射.对于10km高度以下的大气,来自底部的感热加热驱动出强烈的垂直对流活动,它们反映在伴随对流活动的水汽物质发生相变而形成的云和降水等表观天气现象中.基于这样的特点,该层大气被称为对流层.在本质上,对流活动实现了能量的垂直交换,尤其是伴随水汽相变形成潜热释放极大地提高了对流层大气能量垂直交换的效率,成为决定该层大气能量收支的重要机制.图1一些主要大气成份数密度垂直廓线(基于美国空军地球物理实验室数据)收稿日期:2009-03-25,修回日期:2009-10-30∗中国科学院自然科学创新重要方向项目(KZCX2-YW-123),国家自然科学基金面上项目(40875017)和国家自然科学基金重点项目(40333034)资助†E-mail:ludr@第6期吕达仁等:临近空间大气环境研究现状675图2全球大气平均温度垂直廓线(基于美国空军地球物理实验室数据)与对流层不同,由于远离地表而缺少直接感热加热,中层大气中对流活动远不及对流层显著.同时由于缺少水汽这样的热机物质,对流活动也无法得到加强.基于当前研究结果,在全球月平均这样的时间尺度上,位于从10km 高度直到大约70km 高度范围中的大气基本处在辐射平衡的状态中[1].这个高度范围包括了平流层和中间层的下部,图3(a)给出了满足辐射平衡的全球温度分布和与之对应的纬向风分布.可以看到,与该季节照射到大气的平均太阳辐射通量的纬度分布一致,在平流层中形成了冬半球极区指向夏半球极区的温度梯度.图3b 进一步显示了与在冬半球温度梯度相伴的绕极西风(即“极夜急流”).图3北半球仲夏(6月)条件下,(20∼120)km 高度范围内沿纬圈平均的温度(a)和纬向风(b)全球结构.数据来自国际科联空间研究委员会推荐的全球平均大气模型(CIRA-86)除了通常意义上的辐射吸收和发射外,太阳辐射中位于高能谱段(例如紫外)的辐射能够在中层大气中激发出多种光化学反应.这些反应的结果不仅导致大气成份的变化,其间还伴随着能量的转换,直接影响到非绝热加热的性质.例如,在太阳紫外辐射的激发下,氧气和一些微量大气成份通过光化学反应形成了中心高度位于∼30km 的臭氧层.一方面,臭氧层是太阳紫外辐射(UV-B)的强吸收体,构成了地球生物圈和人类生存的保护伞;另一方面,臭氧层由于强烈吸收太阳紫外辐射而在平流层中形成了一个重要的热源.平流层的温度垂直结构在本质上正是由臭氧层的加热效应决定的.由于和辐射平衡过程之间存在密切的联系,中层大气化学成为当前备受关注的研究焦点.图3还说明在相当大的范围中,中层大气的基本状态是偏离辐射平衡的,它们反映了来自动力强迫的控制作用.首先,这种偏离辐射平衡的状态在中间层顶附近最为明显.如图3(a)所示,在87km 高度,与平流层相反,这里的温度梯度从夏半球极区指向冬半球极区.其中可以看到,低温中心出现在夏半球极区.基于详细的大气光谱学数据开展计算的结果[2,3]指出,这个出现在极昼环境中的冷中心与辐射平衡原理所预测的结果是完全不同的;与此同时,辐射平衡原理所预测的纬向风结构也和实际观测结果之间存在巨大的差异,不仅没有如图3(b)所显示的出现在夏半球高纬度的东风急流,而且风速也远远超过观测值.基于理论分析和开展数值模拟得到的研究结果,这些偏离辐射平衡现象的产生是由于伴随动力过程而产生的非绝热和动力强迫效应而导致的.例如,当前研究结果指出为了在数值模拟中再现上述极区夏季冷中间层顶和东风急流现象,需要在辐射强迫基础上增加额外的动力强迫[4,5].上述一些研究还表明起源于对流层的重力波在向上传播的过程中产生的动力阻曳和湍流扩散对形成上述温度和流场结构具有控制作用.偏离辐射平衡的现象也出现在平流层中.注意到图3中南半球处于仲冬季节.在极夜条件下,平流层中的臭氧和二氧化碳的红外热辐射将导致强烈的大气冷却,但图3(a)显示在平流层顶高度(55km)却存在着一个明显的高温区,这种现象是由“向下控制(downward control)”原理[6∼8]作用下在赤道和极地间形成的经圈环流中位于高纬度的下沉支中的绝热增暖效应的体现.在热带以外地区从平流层上部直到中间层下部区域中,纬向风的结构使得这里成为各种尺度大气波动(行星波、重力波)发生耗散的有利区676力学进展2009年第39卷域[9∼12]伴随这些耗散而形成的动力强迫可以持续地维持到季节以上的时间尺度,形成了图4中上部所示的“受波动驱动的热带外抽吸泵”[12],在它的作用下,由赤道和热带地区盛行的对流活动带入平流层底部的物质被进一步向高处输送并移向两半球中高纬地区,最终在高纬度和极区下沉,组成了一个跨越半球范围的经圈环流(即Brewer-Dobson环流).图4Brewer-Dobson环流的概念图像[12]就整体而言,有关中层大气过程的定量动态认识还停留在概念模式阶段.在理论和观测方面取得的研究成果局限在理解具有全球尺度的平均态方面.探测技术和投入不足是主要的制约因素.例如,除了利用火箭作为搭载探测仪器的平台外,目前还没有其他方法可以针对中层大气开展原位(in-situ)探测.由于大气密度过于稀薄并且中性空气分子与电磁波的相互作用十分微弱,直到1970年代中期才成功地将大功率大阵列的雷达系统应用到中层大气探测中,其中包括甚高频雷达(MST 雷达)、中频雷达等.利用这样的设备获得了平流层下部和中间层的风场以及湍流活动的信息.随着1960年代出现激光雷达,这种探测技术逐渐被应用来获取从近地面直到中间层顶的大气密度和温度、以及平流层臭氧和平流层下部风场等信息.所有这些探测都只能在少数大规模研究基地进行,对于全球和区域临近空间环境保障而言是无法满足要求的.自从1970年代开始,卫星探测中层大气的实验逐步开展,但是直到1990年代末才取得了实质性的进展.自从1999年“高层大气研究卫星计划(UARS)”实施以来,相继进行了“热层、电离层、中间层能量学计划(TIMED)”,ENVISAT计划.这些卫星计划都有针对中层大气探测的搭载设备,提供了关于大气风场、温度、密度以及各种大气成份的有效数据,可以说当前才真正开始了全球临近空间环境的持续探测.当前,中层大气环境研究的深入开展不仅受到来自临近空间应用的推动,从气候环境及其变化角度考察中层大气也已经成为当前的研究焦点.应用需求和科学探索的共同推动为中层大气研究的全面发展提供了良好的契机.随着大气科学界对中层大气过程、机理以及控制因子与大气上下层的耦合作用的认识和了解,必然会促进中层大气环境保障能力和水平的提高,促进高技术领域和航空航天领域对临近空间的新应用.本文将简要介绍对该层大气的研究现状和研究前沿,包括主要过程与控制因子、基于已有探测资料的大气要素和成份经验模式以及基于基本物理定量规律和数值模拟方法的中层大气环流和化学气候数值模式等.最后从临近空间大气环境保障应用的角度提出新的研究建议.2临近空间大气动力学研究临近空间是大气波动盛行的区域,其中既有高频——中小尺度的重力波,也有缓慢变化——尺度与地球纬圈长度相当的行星波和大气热力潮汐等.它们决定了这里大气扰动的主要形态,实现了动量的空间传播;尤其重要的是,受环境的控制以及通过和环境流场发生相互作用,稳定的传播状态被破坏,最终导致波动携带的动量被环境截获,成为作用在背景流场上的动力强迫和作用于环境物质上的湍流混合.在从平流层底部直到中间层顶范围内,几乎所有大气环流的典型结构无不受到上述波动强迫的影响和控制.在大气各圈层中行星波都是显著的波动.过去的研究偏重行星波活动在影响地面天气方面的作用,近年来研究的焦点逐渐投向寻找平流层行星波活动和地面天气气候异常的关系.随着再分析数据的积累,利用这种数据对平流层定常行星波活动的时空结构,尤其对各种典型冬春季节平流层环流与波动活动的关系取得了较详细的了解, Li等[13]对有关结果进行了总结.随着卫星观测成功地覆盖到中间层顶高度,第6期吕达仁等:临近空间大气环境研究现状677对各类行星波在临近空间中的整体表现也取得了进一步的认识[14].例如,目前从观测资料得到的分析结果揭示了在冬春季节,平流层准定常行星波可以传播到中间层高度,另外还发现在赤道地区中间层顶附近也存在相当显著的定常波活动.卫星数据还进一步揭示了非定常波的活跃表现.相对于定常行星波,传播性的波动具有更强的垂直传播能力,尤其通过观测分析发现频率较高的波动更有利于传播到中间层,这使得平流层波动的周期集中体现5∼18d甚至更长,而中间层波动的周期集中表现为2∼5d.值得关注的是非定常波动的产生不仅取决于外部的强迫,在大气内部各种不稳定性的驱动下,通过共振机制也可以形成这样的波动(Rossby正交模),使得这种波动具有随处出现的性质,近期研究指出传播性行星波在夏季情况下对平流层化学物质的分布起着控制作用[15].除了行星波以外,大气热力潮汐也是中层大气波动的一个重要组成部分.它们是球面大气在由于太阳照射而形成的具有日变化性质的热源的驱动下产生的全球共振响应波动,其周期为一个完整的周日时段(24h)或它的谐波.根据这样的时变性质,周期为24h的潮汐统称为周日潮,而周期为12h的潮汐为半日潮,等等.观测结果显示这些起源于低层的波动可以传播到低热层高度(100 km以上),并成为中间层和低热层区域(MLT)最显著的扰动形式[16].自从1990年代末以来,以美国为主开展了多次关于中高层大气观测的卫星计划,连续获取了相当数量的对中间层和低热层大气矢量风和温度的观测数据,在这些数据基础上对一些典型潮汐成份的活动性随空间和季节的变化形式都取得了较深入的了解.例如,利用“高层大气研究计划(UARS, 1991年∼2005年)”获取的矢量风数据开展分析的结果揭示了热带和赤道地区迁移性周日潮在两分点和两至点季节表现出明显不同的活动性[17,18].目前作为UARS卫星计划的延续,TIMED[19](热层、电离层、中间层能量学计划)正在进行中.该计划除了继续开展风场探测外,TIMED上搭载的10通道宽带辐射计SABER进一步提供了相当准确的MLT温度测量[20].在这些数据基础上,对MLT 温度潮汐的性质也取得了相当详细的认识[21].自从Holton[5]揭示了重力波强迫对中间层环流的控制作用以来,关于重力波的研究一直是中层大气动力学关注的一个主要内容.重力波是一种中小尺度的波动,是中小尺度不平衡动力过程中能量频散的重要机制.目前已经认识到存在多种诱发机制;除了早期在地形强迫效应方面取得的认识外,观测研究显示各种中小尺度对流系统、天气尺度锋面以及高空急流等都可能激发出重力波.由于这些系统自身处在移动的过程中,而波动的产生与系统内部的暂态过程密切相关,这些都使得对波动的描述变得相当困难.近年来针对深厚对流系统开展研究认识到存在3种主要的重力波诱发机制,即“机械振荡器效应”、“障碍物效应”和“热力强迫效应”.在这些概念模式基础上针对实况个例开展的三维数值模拟研究进一步加深了对现实环境中重力波的诱发过程以及波动的强度等方面的综合性认识[22,23].与此同时,通过数值模拟研究还认识到,在高空急流系统的出口区,由于强烈地转调整过程而出现流场的辐散(合),相应地出现了传播性的重力波.重力波的产生依赖于局地系统,对这些局地波动活动分布的认识是估计全球效应的基础.在这方面虽然利用地基遥感探测(如激光雷达,风廓线雷达,全天空气辉成像仪等)数据开展研究取得了一定的效果,但是这些数据在空间覆盖和时间覆盖方面都存在严重不足.为此,卫星探测数据的应用得到了一些研究人员的关注,目前利用临边探测数据已经获取了多年中层大气重力波活动的信息.与此同时,随着全球定位系统的发展,其中的卫星探测可以提供高分辨的全球温度廓线数据,这对于研究平流层重力波活动起到了积极作用.与此同时,高分辨探空资料的应用得到了相当的重视.这种由文献[24]提出的方案可以利用那些积累下来的长期探空资料来提取下平流层/上对流层区域重力波活动信息.这对于获取中层大气重力波的源区性质提供了一个有效的途径.通过一些研究人员的发展[25∼27],形成了一组基于这种分析方案的标准程序.目前利用这种分析方案考察了南半球不同纬度平流层下部和对流层上部重力波活动的长期特征.另外,在WCRP/SPARC 计划的推动下,一组由美国国家海洋大气管理局气候资料中心(NOAA/NCDC)编辑整理的包括美国和一些热带太平洋岛屿的高分辨率探空资料被公布在SPARC数据网站上.在此基础上开展研究的结果对于刻画北半球重力波活动随季节和纬度变化的特征起到了重要作用[28].利用这些数据678力学进展2009年第39卷开展研究的结果还揭示了热带重力波活动的年际变化特征,尤其是发现了这种变化与赤道平流层纬向风准两年振荡(quasi-biennial oscillation,QBO)现象之间的密切关联[29].重力波强迫效应对于正确模拟中层大气环流的基本结构是必不可少的.目前在全球环流模式(GCM)中还无法解析地描述重力波活动,对其效应的估计需要通过参数化的形式来实现.早期的参数化方案不仅对传播过程的细节作了大量简化,对源区波动的性质也考虑得相当简单[30∼32].随着对源区波动时空谱结构认识的提高,当前的参数化方案不仅考虑了各种谱成份的传播过程,一些方案还同时考虑了谱成份在传播过程中发生相互作用的有关问题.无论如何,与早期建立参数化方案的策略相同,这些方案注重实现较高的计算效率以便节省计算时间,因此也是当前应用于各GCM的主要形式.与此不同,另一类参数化方案则是在控制波动传播的动力学方程组的基础上进行简化而建立的,具有半显式描述GCM网格中重力波传播性质的能力.应用这种方案的困难主要在于需要较多的计算时间,目前还没有得到普遍的使用.但是这种方案具有追踪波动传播细节的能力,有利于准确估计波动的效应,随着计算设备能力的提高,这种方案的优势应该得到关注.3中层大气模型简介从应用目标出发,几十年来,大气科学界一直致力于通过利用中层大气综合探测资料,结合有关控制大气基本物理过程的原理或半定量模型来建立适用于航空航天平台设计和应用评估的中层大气模型.目前关于中层大气模型的研究还相当薄弱,早期利用非相干雷达(Arecibo,Jicamarca, Millstone Hill和St.Santin)获取的中性大气温度,结合星载(AE-B,OGO6,SanMarco3,Aeros A和AE-C)质谱仪获取的N2密度资料(图1)建立了MSIS(mass spectrometer and incoherent scatter)大气模型[33],其中并没有包括中层大气.随着探测的发展,火箭探空技术实现了对中层大气的测量,在此基础上MSIS模型逐渐将中层大气包括进来,并不断改进,直到形成MSIS-86[34].该模型所描述的中层大气参数包括大气温度、密度、以及一些主要大气成份(如N2,He,O,O2,H,和Ar等).其中,对这些参数的时间、经纬度分布、季节变化、年变化、日/半日变化以及地磁扰动和太阳活动的影响都提供了定量描述的能力.基于这样的性质,国际空间研究委员会(COSPAR)在1986年将MSIS-86推荐作为国际参考大气模型,即CIRA-86大气模型.在MSIS-86基础上发展形成的MSIS-90[35]将有效高度从热层大气扩展到了大气中低层,从而使该经验模式成为一个能描述全大气层(从地表到热层大气)大气参数垂直结构的解析模式.下面将针对MSISE-90进行详细的介绍.由于控制热层和中层大气的物理过程完全不同,中间层就成为一个不仅是大气分层,同时也是探测的理论和技术的分界线.由于对大气层整体认识的需要,必须考虑中低层大气与热层大气的相互作用,这不仅对空间物理研究是必须的,更是大气科学研究的基础.因此,1990年,在MSIS-86的基础上,NASA对该模式进行了修正,将模式的有效高度发展到了中间层和更低层大气,即MSISE-90,使该模式进一步成为能模拟全大气层不同物理和地理条件下气候平均的大气温度和各种成份垂直结构全球分布的完全解析模式.MAP16[36]的数据集是中低层大气的主要数据库,此外,也补充了一些历年(1947∼1972年)火箭探空资料和低热层/上中间层的非相干雷达的观测资料,此外, 20km以下还补充了美国气象中心的资料.该模式采用低阶球谐函数和傅立叶级数来描述大气参数的纬度、年、半年、局地时间和经度等的变化.由于逐月的变化无法为模式所完整地进行描述,因此,模式设计时,要求低层大气的温度变化满足总标准差3K,而压力为2%.火箭以及其他资料验证证明,该模式具有较强的模拟能力,但对中间层顶区域细节的刻画能力并不完善.此外,本模式也不适用于对流层问题的专门研究.MAP16是纬圈平均的中层大气的温度、密度和压力、风等月平均的数据集,覆盖纬度范围为80◦S∼80◦N.数据高度网格距约为0.5压力标高(与绝对温度有关,∼3.5km),同时给出了高度网格距为5km网格上的温度、压力和密度分布,其中温度数据由30mb以上的卫星温度观测值、Berlin Free University提供的30mb和从资料中导出的50mb及以下高度的气候值共同构成.该数据集同时也被推荐为CIRA-86的低层大气部分,所不同是,除了该数据集,还有其他火箭和低热层/上中间层的非相干雷达资料同时作为构建MSISE-90第6期吕达仁等:临近空间大气环境研究现状679中低层大气的数据库,基本约束条件是尽量地满足流体静力平衡.2000年以来美国海军研究实验室(US naval research laboratory,NRL)对MSISE-90进行了几点改进,如加入了从卫星加速仪以及轨道定轨数据导出的总质量密度,包含了1981年∼1997年间非相干雷达的温度数据库资料,以及SMM(solar max-imum misson)任务中太阳紫外掩星仪器获取的分子氧数密度数据等,重点对高层大气模型进行了修正,如引进了一种称为“Amomalous Oxygen”的新成份,修正了高层大气的总质量密度的计算,这些改进主要应用于500km以上大气阻尼计算中.由于高纬地区及强地磁活动的观测数据非常稀少,作为一种统计平均值,这些模式都不能捕获任何一个特殊风暴事件的局地和短时特征,对一些中层大气现象的描述也不够准确,如中纬度中层大气中的中间层逆温现象(the mesosphere inver-sion layer phenomenon,MIL).NRLMSIS-00模式虽然是一个统计平均结果,但是包含了更多数据覆盖,尤其是局地变化和强迫项.随着更多、更广、更密集的天、地、空观测资料的获取和资料处理技术的改进,该大气模型将得到不断改进和完善,成为了解热层和中层大气要素和成份分布及变化趋势,研究热层和中层大气的动力过程和现象以及上下层耦合的重要工具.4中层大气环流与物理化学状态的数值模式研究虽然近年来已有不少关于中层大气的全球性探测资料,但对了解这一层大气的运动特征和变化趋势而言还是很不充分的,特别是中小尺度动力和物理过程的实际观测还很欠缺,对成份分布变化的探测更多地还是较大时空尺度的平均状态.与对流层大气研究一样,立足于基本流体力学规律和一系列物理化学过程规律的基础上,开展中层大气环流与物理化学过程的数值模拟是近年来中层大气研究的一个重要方面,已经取得了一系列的进展.中层大气中存在一系列化学、动力和物理等过程之间的相互作用,要研究中层大气,一个理想的工具是基于大气环流模式的,包括各类物理过程如辐射过程、对流和云的微物理过程、化学过程的中层大气模式.大部分的大气环流模式只包括对流层大气,现在逐渐开始考虑平流层大气.随着计算机条件的不断改善,目前在大气环流模式中同时考虑对流层和对流层以上大气已成为现实.在过去的几十年内,人们发展了一系列基于大气环流模式的中层大气模式[36].这些模式大多可以模拟平流层内大气动力和化学过程及其相互作用,一些模式还包括了热层甚至电离层的动力和化学过程.尽管中层大气模式在近几年得到了快速的发展,现有的中层大气模式还存在许多不足的地方.中层大气模式中的辐射方案、化学过程、重力波参数化方案等都需要进一步的改进和完善.如何有效的实现中层大气模式里化学过程和动力过程的双向耦合,如何在模式中合理的描述中层大气的雷电活动及其对化学过程的影响也是亟待解决的问题.如何模拟中层大气里云和气溶胶粒子的微物理过程和动力传输则是中层模式发展的另一个前沿方向.虽然关于中层大气模式的发展还有许多工作要做,但它们已开始被大气科学工作者广泛应用于中层大气的研究中.众所周知,人类活动的加剧导致了大气中温室气体的增加,温室气体的增加引起对流层内温度升高,水汽增加,改变平流层和对流层之间物质交换(STE)的速率,而水汽的增加和STE的变化会显著的影响对流层和平流层内的化学成分的含量、分布和相关的化学过程.在平流层大气内,大气化学过程与气候的相互作用非常显著,要考虑平流层大气过程对对流层气候的影响,平流层内的化学过程是不能被忽视的.平流层内温室气体的增加会使平流层变冷,但是平流层臭氧吸收太阳紫外辐射并加热平流层大气.平流层臭氧浓度的变化使得平流层内温度变化趋势变得复杂.温室气体的冷却效应会使平流层内损耗臭氧的气相化学反应减缓,臭氧浓度增加,加热平流层大气.另一方面,平流层温度减低会有更多的极地平流层云生成从而加快损耗臭氧的异相化学反应.要研究平流气候的变化及其对对流层天气、气候的影响,就必须要考虑平流层大气中化学过程和物理过程的相互耦合和相互作用.要深入全面研究对流层和中层大气的相互作用和相互耦合,一个包括大气化学、辐射过程、动力过程甚至微物理过程的完备的中层大气模式是不可缺少的.中层大气模式的另一个重要的应用是模拟中层大气中的痕量化学物质和气溶胶粒子的分布和。