北京大学环境科学课程第二部分第一讲——人类世的环境科学解读.ppt

如此细小的微粒，怎样成了看得见的污染？ 丁达尔现象－光的散射 京津渤 我国高速城市化的一个重要特点 大、中、小城市通过交通网、资源网和社会经济紧密相连 在东部经济发达地区已经形成三大重要城市群 珠江三角洲 长江三角洲 大气能见度的持续衰退，是一个现实 Wu et al.，2009 能见度：是雾是霾还是风？ 黄山的雾 北京的霾 能不能看清楚,是一个问题 More species are considered for atmospheric environmental changes PCDD/Fs, N-PAH, OH-HO2 PM2.5 or finer particles, O3 (oxidants) HCFCs, H2 从这些历程可以看到…… 大气具有很强的自净能力，但是超过这个限度，大气污染就发生； 大气氧化能力是一个关键，但是氧化能力增强造成一系列的严重问题； 大气污染的发生与蔓延，与社会经济发展有关。 一次污染与二次污染 SO2 NOx VOCs 颗粒物PM10 一次排放 臭氧（O3） 细粒子 二次转化 从大气污染防控措施出发 大气污染的控制措施都是污染源减排，研究二次污染的形成没有必要 Why primary and secondary? Chemical composition and hence effects; Chemical/Physical processes and hence temporal/spatial distributions Sources/Concentration and hence control strategies Questions: Why air quality management has to be shifted from urban to regional scale? 2 大气污染的历程 大气环境的研究方法 大气污染的趋势 大气污染的物理过程 太阳辐射是大气化学过程的动力； 风是大气输送过程的动力； 云的过程十分重要 一些典型的案例 局地风场 (山谷风 , 海陆风等） 垂直风场 （vertical profile) 混合层高度 (mixing layer height) （徐祥德，2010） 空气是运动的，中国的大气污染过一个晚上就到了美国，所以不用控制。 大气化学过程的特点 氧化性; 非均相体系; 非平衡体系，速度是关键; 大气复合污染的概念模型 Source Transportation Transformation Deposition Exposure Impact (Source: Shao et al, FEE, 2006) 观测：Field measurement 大气环境化学的研究方法 模拟：Laboratory simulation 模型：Numerical model CMDL, NOAA Antarctic American SAMOA Mauna Loa Barrow, Alaska Trinidad 首席科学家： Professor V. Ramanathan, Director of C4， University of California, San Diego. Professor Paul J. Crutzen, Director of the Max-Planck Institute of Chemistry 世界上优秀的物理-化学观测，国家实验 室和计算机模型人员约200位参加； 时间：1995年至今，每年1-4月 研究资助主要来自 美国NASA和NSF 法国 德国 荷兰 印度 1999年12月28，29日的Sea WIFS的卫星遥感真色图片。霾笼罩了亚洲大部分地区，其中污染最严重的是印度北部和中国东部3。 亚洲棕色云是INDOEX的最重要发现：重要性至少等同于臭氧层损耗 高浓度的细粒子组成，成分主要是碳黑，硫酸盐，硝酸盐，有机颗粒，飞灰，和矿物颗粒，同时霾层中还含有明显的二氧化硫， 一氧化碳和各种有机气体化合物等等，这表明上述污染物主要来源于生物质燃烧和工业排放等人为污染 NOAA R/V RONALD H. BROWN Measurements Trace Gases: (O3, CO, CO2, SO2, NO, NO2, NOY, NO3, N2O5, PANs, VOCs) Aerosols (mass, composition, size distribution, number, light scattering, light absorption) Vertical