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西安南郊城区春季空气CO_2浓度变化研究

陈颖  
【摘要】:全球变暖已经明显地破坏和干扰了人类与生态系统之间业已建立的相互适应关系,长此以往,将导致地球气候系统发生深刻的变化,并造成一定的灾害问题。城市是人口密集的地区,一直被视为是温室气体CO2的主要排放源区,仅从人们生活和消费所排放的CO2浓度来看,排放值就非常可观。特别是在大、中城市里,交通运输工具排放的CO2和工业生产所排放的CO2总量很大,这是当前经济发展需要解决的重要问题。但是城市如何减少CO2,使其中的CO2浓度真正实现“收支平衡”,有待深入的研究。因此,研究城市或城区大气CO2浓度及其影响因素对认识CO2排放规律有重要意义,可为控制CO2排放提供依据,对建立宜居城市具有现实意义。 本文于2011年春季3月至5月,在西安南郊城区选择了商业区、旅游区、文教区、科技园区等代表性的地点对地面以上2m的低空空气CO2浓度进行了观测。分别测定了雨天、晴天、周末与周内、人行道与机动车道、裸地与植被地带空气CO2浓度,以探究西安南郊城区春季空气CO2浓度变化规律及其影响因素,并得到以下结论和认识: (1)西安南郊城区中的商业区、旅游区、科技区和文教区的的春季空气CO2浓度从当日早上6点到次日早上6点可划分为高-低-高-低的4个阶段。其中商业区和旅游区的第1阶段在6:40-8:40之间,平均浓度水平为407ppm/h,第2阶段在9:40-13:40之间,平均浓度水平为385ppm/h,第3阶段在14:40-0:40之间,平均浓度水平为398ppm/h,第4阶段在次日1:40-5:40之间,平均浓度水平为386ppm/h。科技区和文教区的第1阶段在6:40-11:40之间,平均浓度水平为390ppm/h,第2阶段在12:40-18:40之间,平均浓度水平为370ppm/h,第3阶段在19:40-0:40之间,平均浓度水平为385ppm/h,第4阶段在次日1:40-5:40之间,平均浓度水平为370ppm/h。 (2)一昼夜中,西安南郊城区春季空气CO2平均浓度为387ppm。昼夜变化总的特点是白天低夜间高,夜间平均每小时浓度是白天的1.02倍,相差较小。 (3)西安南郊4个功能区春季空气CO2浓度都存在显著差异,且差异具有统计意义,浓度均值大小为商业区旅游区科技园区文教区。 (4)以小寨开米广场为代表的商业区和以大慈恩寺进出口处为代表的旅游区白天CO2浓度与以旺座现代城园区为代表的科技区和以陕师大长安校区为代表的文教区白天的CO2浓度明显不同。前两个区的CO2浓度在14:40-15:40之间出现最大值,为420ppm,而后两个区在此时间段却出现浓度最小值,分别为350ppm和370ppm。前两个区白天的浓度最低值出现在上午的9:40-12:40之间,都为380ppm;而后两个区的却在早上的7:40-8:40之间出现浓度最大值,分别为400ppm和410ppm。 (5)以小寨开米广场为代表的商业区和以大慈恩寺进出口处为代表的旅游区的周内白天空气CO2浓度比周末小7-9ppm,周内白天平均浓度小于周末;而以旺座现代城园区为代表的科技区和以陕师大长安校区为代表的文教区周内空气CO2浓度则比周末大8-9ppm,周内白天平均浓度大于周末。 (6)地面以上2m的空气CO2浓度与人口密集度和车流量呈明显的正相关,而且主要是碳源的影响较大。 (7)降雨阻碍了土壤向大气释放CO2的路径,同时植被光合作用减弱,人类户外活动也相应减少,致使空气CO2浓度在雨天、雨后(雨停后的第1天)、晴天的浓度值存在差异,其白天平均浓度值分别为256ppm、363ppm、372ppm,浓度大小为晴天雨后雨天。 (8)当相对湿度大的时候,空气CO2的浓度比较高,主要原因是当相对湿度大的时候,气压比较高,加上高层建筑的阻挡,大气对流也较弱,空气中CO2不容易分散。


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