1 安徽大学物质科学与信息技术研究院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
由于二氧化氮(NO2)在大气的物理和化学机制进程中有着十分重要的作用, 并且对环境、 气候以及人体健康产生影响, 合理、 有效地监测和控制大气中NO2浓度已成为十分重要的课题。 地基多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)仪是利用太阳散射光的被动DOAS仪器, 相较于小范围测量的点式仪器、 利用光源和反射装置的主动DOAS仪器, 具有时间分辨率高、 高灵敏度、 测量范围广和不受搭建平台制约等优势特点。 2018年在北京中国气象科学研究院(116.32°E, 39.95°N)开展了基于地基MAX-DOAS的对流层NO2全年连续观测, 采集得到原始吸收光谱并运用光谱处理软件QDOAS进行反演得到NO2斜柱浓度(SCD), 选择较为简单的几何近似方法计算求出大气质量因子(AMF), 从而将NO2SCD转换为垂直柱浓度(VCD), 据此研究分析了北京地区NO2VCD月均值和季节均值变化、 季节的日平均变化以及一周内日平均变化的特征。 结果表明, 北京地区对流层NO2VCD随季节变化较为明显, 呈现冬季最高而夏季最低的趋势, 其中冬季季节均值达到2.94×1016 molec·cm-2, 为夏季的1.6倍, 不同季节的日均变化一般在下午表现出明显的差异, 最大相差为2.17×1016 molec·cm-2。 一周内每日的浓度变化有一定规律性, 周日平均浓度较其他时间降低17%左右, 出现了一定程度的周末效应。 通过将地基MAX-DOAS观测结果和地面国控站点官园监测站(116.339°E, 39.929°N)2018全年数据结果进行对比, 显示出两者变化趋势具有好的一致性, 相关系数r可达0.81。 研究表明, 地基MAX-DOAS不仅可以对区域污染气体如NO2的实时快速监测及变化规律的研究分析提供一种有效手段, 也可以对其他数据来源进行校验。
地基多轴差分吸收光谱 北京 二氧化氮 垂直柱浓度 MAX-DOAS Beijing NO2 Vertical column concentration 光谱学与光谱分析
2021, 41(7): 2153
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
利用 AERONET 北京站点 2016 年 1 月-2018 年 12 月的数据产品, 分析了北京地区气溶胶光学厚度 (AOD)、Angstrm 波长指数 α、粒径谱分布的季节特性; 同时选取典型污染天气条件下的数据, 分析了不同季节主控污染物的类型, 并使用相应雷达比对比反演激光雷达消光结果。研究结果表明: 北京地区 AOD 季节变化特征明显, 主要表现为春、夏季大, 秋、冬季小, 其中夏季 (0.83) 显著高于其他季节; α 表现出与 AOD 一致的变化规律, 春季最低 (α = 0.95), 表明北京春季受沙尘影响显著, 为主要污染物; 而夏季最大 (α = 1.23), 表明沙尘影响迅速减弱, 细粒子颗粒物占主导, 符合温带季风气候的特点; AOD 和 α 关系图中, 不同污染物分布特征存在差异, 可通过阈值法对污染物进行分类。此外, 以两种典型污染情况为例, 使用不同雷达比反演激光雷达的消光系数的结果表明, 可以使用太阳光度计数据对反演参数进行优化。
气溶胶光学厚度 Angstrm 波长指数 雷达比 北京 aerosol optical depth Angstrm exponent lidar ratio Beijing
1 广西大学资源环境与材料学院, 广西 南宁 530004
2 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049
3 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084
4 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012
三维荧光光谱(3DEEM)是表征大气颗粒物中水溶性有机物(WSOC)化学组成与官能团的有效工具, 目前所报道的应用3DEEM分析WSOC仅局限于荧光强度及其指标研究。 由于大气颗粒物pH值变化范围大(0~9), WSOC形成、 传输和转化过程易受pH值的影响。 因此, 研究pH值对WSOC荧光特性的影响, 对于加深了解WSOC的环境效应以及化学结构组成具有重要意义, 然而关于pH值对大气颗粒物中WSOC荧光特性影响的研究还未见报道。 在此基础上, 采用三维荧光光谱研究北京市大气细粒子中WSOC荧光特征, 并着重考察WSOC在不同pH值(2~8)条件下荧光光谱特征的变化情况。 研究表明, 大气细粒子中WSOC荧光主要成分包括类腐殖质、 类色氨酸和新生成有机物质。 进一步研究发现, WSOC荧光峰位置、 荧光强度和荧光指数对pH取值敏感。 WSOC荧光强度在pH值为3左右时达到最大值, 推测是羧基质子化达到最强的结果, 然而, 当pH值大于3时, 荧光强度变化则呈现相反趋势, 随pH值增大明显下降, 可能是由于分子间与分子内的氢键作用增强造成的。 另外, 夏季WSOC类色氨酸荧光峰随pH值升高略有红移现象, 表明分子结构中苯环增多, 共轭度增加。 相对于其他荧光物质, 类腐殖质受溶液pH值影响更显著。 通过对pH值与荧光指标进行相关性分析发现, WSOC荧光基团结构具有季节性差异。 pH值与自生源指数(BIX)呈显著负相关性, 随pH值的增大明显下降。 而pH值与Peak T/C(荧光峰T与荧光峰C的荧光强度比值)呈显著正相关性(p<0.01), 随pH值的增大明显升高, 说明低pH值不利于有机物的生物降解。 腐殖化指数(HIX)和荧光指数(FI)随pH值增大先升高后降低, 其值变化范围分别为1.6~3.64和0.8~1.94。 通过对三维荧光光谱分析发现pH值是影响WSOC荧光特性的一个重要因素, 在表征WSOC光学特性或其他性质时, 还应考虑pH值对WSOC的影响。
北京 水溶性有机物 大气细粒子 三维荧光光谱 Beijing pH pH Water-soluble organic compounds Atmospheric fine particles Three dimensional excitation-emission matrix 光谱学与光谱分析
2020, 40(6): 1668
山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
由于北京城市中心区冬季供暖、 汽车尾气、 工业生产等因素的影响, 以及冬季植被覆盖减少导致地表热惯量降低, 致使北京市冬季地表热场与其他季节差异明显。 冬季城市热场分布直接影响冬季大气颗粒物等污染物的扩散速度, 因此, 研究热场分布对了解城市热场在大气颗粒物污染中的贡献具有重要的意义。 首先利用MODTRAN大气辐射传输模型计算大气透过率、 大气上行辐射与大气下行辐射三个关键参数, 通过构建查找表解算热红外波段辐射传输方程。 使用数据模拟的手段评价了该方法的精度, 结果表明, 当比辐射率和水汽分别在±0.005和±0.6的误差范围内波动时, 温度反演的误差分别小于0.348和2.117 K, 表明该方法可达到较高的反演精度。 选择长时间序列Landsat TM、 ETM+数据, 进行地表温度反演, 得到1985年—2015年北京市的地表温度。 基于反演的地表温度分析了北京市热场的时空分布。 结果表明, 北京冬季热场分布在空间上可分为四个层次: 北京市二环内温度较高、 二环到五环内低温环状特征明显、 外围郊区温度高以及北京西部的山区温度最低; 随着近30年来北京市的快速发展, 热场分布在长时间序列中发生了明显的改变: 随着北京城市的不断扩张, 环状低温区域也不断扩大, 从三环扩展到六环; 城市二环以内热岛效应随时间推移而增强, 且分布范围扩大。
北京 冬季 热场分布 地表温度 Beijing Winter Thermal field distribution LST Landsat Landsat 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3772
1 南京大学 地理与海洋科学学院, 江苏 南京 210093
2 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081
以北京市Landsat TM为数据源, 提出了一种新的地表温度光谱分解模型(Temperature Unmixing with Spectral, TUS), 以期将地表温度的空间分辨率提高到30 m.首先, 基于线性光谱混合模型获得地表组分的丰度值.然后, 基于温度/植被指数选取典型端元的地表温度.最后, 综合地表组分的比辐射率数据实现地表温度的分解.结果表明, TUS模型能够有效地提高地表温度的空间分辨率, 反映不同地表组分地表温度的空间差异性, 平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为1.25 K和2.27 K, 非常适合于复杂地表覆盖地区的地表温度降尺度处理.
线性光谱混合模型(LSMM) 温度/植被指数(TVX) 地表温度分解 北京 landsat TM Landsat TM linear spectral mixing model(LSMM) temperature vegetation index(TVX) lanol surface temperature(LST) decomposition Beijing
1 北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室, 北京市辐射中心, 北京 100875
2 中国人民大学历史学院, 北京 100872
3 北京市门头沟博物馆, 北京 102300
用毛细管聚焦的微束X 射线荧光研究了北京龙泉务窑烧制的辽代早期、辽代中期、辽代晚期和金代4个不同历史时期白瓷的化学组成，并用因子分析的方法对实验数据进行了分析。分析结果表明，北京龙泉务窑不同历史时期烧制的白瓷，按其制瓷原料的化学成分划分为两类，一类以辽代早期白瓷为中心，另一类是以辽代中期白瓷为中心；辽代晚期和金代烧制的白瓷化学成分分别与辽代早期和辽代中期接近；精细白瓷的化学组成和粗白瓷的化学组成基本近似，无显著性差别。实验数据不支持北京龙泉务窑存在官窑的推测。北京龙泉务窑白瓷中高含量的微量元素Sr，可认为是北京龙泉务窑白瓷的产地特征。
X射线光学 毛细管X 光透镜 微束X 射线荧光 北京龙泉务窑 白瓷 因子分析
宫兆宁 1,2,3,4,*林川 1,2,3,4赵文吉 1,2,3,4崔天翔 1,2,3,4
1 首都师范大学 资源环境与旅游学院, 北京 100048
2 三维信息获取与应用教育部重点实验室, 北京 100048
3 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室, 北京 100048
4 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地, 北京 100048
利用多光谱遥感技术定量估算野鸭湖湿地挺水植物的含水量.基于典型挺水植物的实测冠层光谱及其对应样方的叶片含水量和叶面积指数LAI数据, 首先对芦苇和香蒲的地面实测光谱进行重采样, 以模拟WorldView-2影像的光谱, 然后利用模拟光谱分别构建芦苇和香蒲任意两波段反射率组合而成的比值(SR)和归一化差值植被指数(NDVI), 通过分析植被指数与CWC(冠层含水量,Canopy Water Content)的相关关系, 选择与CWC显著相关的植被指数, 并通过单变量线性与非线性拟合的分析方法确定监测不同挺水植物群落的最佳植被指数, 建立估算模型；结合覆盖研究区的WorldView-2高分辨率多光谱影像, 对研究区的挺水植物群落CWC进行反演及制图.结果表明, 基于模拟WorldView-2影像光谱构建的比值(SR)和归一化差值植被指数(NDVI)与CWC的总体相关性较高；SR(8,3)芦苇为估算CWC芦苇的最优植被指数, 估算模型为y=0.005x+0.003, NDVI(8,3)香蒲为估算CWC香蒲的最优植被指数, 估算模型为y=2.461x2-0.313x+0.032, 通过交叉检验, CWC芦苇和CWC香蒲的预测精度分别为87.42%和82.12%, 预测精度较为理想；利用实测数据对反演的CWC空间分布图进行了验证, 通过验证, 芦苇和香蒲影像估算CWC的均方根差(RMSE)分别为0.0048和0.0052, 估算精度分别为83.56%和80.31%, 表明利用WorldView-2高分辨率多光谱影像反演湿地挺水植物群落CWC具有较高的可行性.
挺水植物 冠层含水量 植被指数 面向对象提取 北京野鸭湖湿地 emerged plant canopy water content vegetation index WorldView-2 WorldView-2 object-oriented extraction Wild Duck Lake wetland (Beijing)
1 首都师范大学资源环境与旅游学院三维信息获取与应用教育部重点实验室, 北京 100048
2 中国科学院成都山地灾害与环境研究所, 四川 成都 610041
3 北京市水文地质工程地质大队, 北京 100095
北京市近60年长期超量开采地下水已经引起了严重的地下水水位下降和大范围地面沉降, 截止到2009年最大累计沉降量达到1 096 mm, 并以30~60 mm·y-1速率扩展, 严重威胁城市规划建设和人民交通安全。 相对于传统的水准测量、 分层标等地面沉降监测手段, 永久散射体干涉测量技术(PS-InSAR)可以快速获取高分辨率的地表形变细节信息。 利用PS-InSAR技术和2003年12月—2009年3月Envisat卫星29景ASAR影像监测北京平原区地面沉降发展情况, 发现北京平原区沉降漏斗已连成一片, 沉降梯度变化较大地区主要分布在北京第四系凹陷区, 覆盖面涉及朝阳、 昌平、 顺义、 通州等区县, 并有东移外扩趋势, 平谷县境内出现新的沉降中心。 沉降分布受前门—良乡—顺义、 黄庄—高丽营、 南口—孙河等主要断层控制, 地面沉降与地下水水位变化具有明显相关性, 呈现季节性下降(3月—6月)与回弹(11月—3月)趋势, 并受弱透水层应力应变本构关系(弹性-塑性-黏弹性)影响。
地面沉降 永久散射体干涉测量技术 北京 应力-应变分析 Land subsidence PS-InSAR Beijing Stress-strain analysis 光谱学与光谱分析
2014, 34(7): 1898
1 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193
2 蚌埠医学院检验系, 安徽 蚌埠 233030
3 蚌埠医学院生物科学系, 安徽 蚌埠 233030
提取北京油鸡8种组织的总RNA, 利用RT-PCR检测purH基因mRNA的差异表达。将purH基因完整开放阅读框定向插入pEGFP-N3, 构建带有GFP报告基因重组表达载体pEGFP-purH, 利用脂质体介导法将其导入北京油鸡体外培养细胞中, 进行G418药物筛选和克隆化培养。结果表明: 北京油鸡purH基因(GenBank 登录号: EU334506) 编码区为1 782 bp, 编码593 aa的多肽, 转染后24 h、48 h和72 h, pEGFP-purH转染率在10.3 %～53.2 %之间, 绿色荧光均匀分布于细胞质与细胞核中, 随表达量的增加, 绿色荧光在细胞核中聚集成团块状或颗粒状。经药物筛选和克隆化培养, 获得表达pEGFP-purH融合蛋白的克隆细胞株, RT-PCR与Western blotting检测确认pEGFP-purH已整合到北京油鸡成纤维细胞基因组中, 在优化的条件下, 阳性细胞凋亡率、生长与增殖状况与对照组比较差异不显著(P>0.05)。
北京油鸡 purH基因 荧光蛋白 成纤维细胞 基因表达 Beijing fatty chicken purH gene fluorescent protein fibroblast cell gene expression
LED显示应用分会,北京四通智能交通系统集成有限公司，北京10008
：对2008北京奥运中的LED显示应用进行了系统的总结，具体介绍了LED 产品在北京奥运比赛场馆信息显示、开幕式、交通信息发布、综合信息显示、奥林匹克公园工程、城市亮化等方面的实际应用情况，并对其中的主要项目工程技术进行了说明。
显示应用：北京奥运 LED LED Display&AppIication：Beijing Olympics
