10分钟阅读

　　回到2024年SARP关闭

　　教师顾问:

　　黄冠宇博士，石溪大学

　　研究生导师:

　　麦吉尔大学的Ryan Schmedding说

　　2024年SARP大气科学小组的研究生导师Ryan Schmedding为每个小组成员做了介绍，并分享了实习的幕后时刻。

　　丹尼尔·琼斯

　　城市活动在大气中产生被称为气溶胶颗粒的颗粒物。这些气溶胶会对人类健康产生负面影响，并导致气候系统的变化。气溶胶测量包括地表PM2.5浓度和气溶胶光学深度（AOD）。尼泊尔的加德满都是一个城市，坐落在喜马拉雅山边缘的一个山谷里，是300多万人口的家园。尽管盛行东风，但当地的气溶胶主要集中在山谷中，来自居民燃烧煤炭，其次是工业。在尼泊尔，每年暴露于PM2.5造成的死亡人数估计≥8.6%。我们将NASA卫星AOD和高程数据、模式气象数据以及当地AirNow PM2.5和空气质量指数（AQI）数据进行配对，以确定2023年污染物测量变化的原因，并更加强调季风后季节（10月1日至12月31日）。我们可以看到与PM2.5和AQI相关的气象数据的季节性。在低温、低风速和高压时段，PM2.5和AQI数据略有偏离。这可能表明逆温增加了气溶胶的表面浓度，但对整个气柱的影响很小。个别测量的地表压力、地表温度和风速与AOD没有明显的相关性（全年的变化小于PM2.5和AQI）。在研究期间，发现海拔对AOD没有明显影响。未来的研究重点应放在不同污染物对AQI的相对贡献上，以验证大气混合较少是否会导致除PM2.5外的低空二次污染物的形成，从而导致AQI和PM2.5的差异。

　　麦迪逊荷兰

　　2023年加拿大的野火季节在严重程度上是无与伦比的。超过1700万公顷的土地被烧毁，是有史以来单一季节被烧毁面积最大的一次。这些野火产生的烟雾蔓延数千公里，导致大量人口暴露在空气污染中。野火可以释放多种空气污染物，包括细颗粒物（PM2.5）。PM2.5直接影响人类健康——暴露于与野火有关的PM2.5与呼吸系统疾病有关，如哮喘和慢性阻塞性肺病的恶化。2023年6月，加拿大野火的烟雾向南飘进了美国。据报道，由于烟雾的运输，美国东北部的空气质量达到了不健康的水平。特别是，宾夕法尼亚州报告说，加拿大的野火导致该州部分地区空气质量“危险”。我们的研究集中在阿伦敦，宾夕法尼亚州经历了危险水平的空气质量从这个事件。为了分析PM2.5在地面水平的浓度，使用了NASA的危险空气质量综合系统（HAQES）和EPA的空气质量系统（AQS）地面站点数据。通过比较HAQES对有害空气质量事件的预测和记录的每日平均PM2.5与EPA的AQS，我们能够比较集合系统在不健康空气质量日预测PM2.5总量的效果。使用了NOAA的混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型、pyrsig和加拿大国家火灾数据库。这些数据集揭示了从野火到宾夕法尼亚州阿伦敦的气溶胶轨迹，确定了烟雾最密集的地区，并提供了加拿大东南部野火位置的地图。通过整合这些数据集，我们追踪了野火烟雾如何在地面上从源头输送气溶胶。

　　米歇尔·艾拉斯进行

　　对流层臭氧（O?）是导致康涅狄格州和纽约市大部分时间空气质量差的一种标准污染物。它对人类健康有不利影响，特别是对高危人群。臭氧是由燃料燃烧产生的氮氧化物和挥发性有机化合物与阳光反应产生的。臭氧运输区（OTR）是美国东北部和大西洋中部的几个州的集合，这些州经历了O?的跨州污染。康涅狄格州一年中有好几天的O?值超过了国家环境空气质量标准，因为它属于OTR，需要实施额外的监测和标准。部分由于来自纽约市的上游运输，康涅狄格州在夏季的几个月里O?浓度增加。由于对臭氧及其前体的规定，康涅狄格州每年的O?空气质量差的天数都在减少。我们使用地面激光雷达、空气质量系统数据和反轨迹模型来研究2023年6月至8月期间纽约空气污染物导致康涅狄格州臭氧增强的情况。在此期间，康涅狄格州的臭氧增强是由纽约市的空气污染物引起的。因此，纽约市和康涅狄格州也出现了类似的O?上涨和下降趋势。高温天气会增加这两个地方的O?，而西南部的风可能会把O?吹到康涅狄格州。从纽约市生产和运输O?是康涅狄格州空气质量差的原因之一，因此需要在污染管理方面达成州际协议。

　　Stefan Sundin

　　行星边界层（PBL）是大气中与地表日加热相耦合的最底层。由于太阳加热导致地表附近的空气袋上升并与上方较冷的空气混合，PBL在白天增长。根据地形类型和接受太阳加热的地表反照率，边界层的深度可以在很大程度上变化。这使得PBL高度（PBLH）成为一个难以在空间和时间上量化的变量。虽然已经使用了几种方法来获得PBLH，如风廓线仪和激光雷达技术，但PBLH仍然存在一定程度的不确定性。预测PBLH季节性波动和潜在减少不确定性的一种方法将在本研究中讨论，即识别PBLH与上升凝结水平（LCL）的相关性。与PBL一样，LCL在分析高空数据时也被用作对流参数，并划分了当一个包裹被强迫机制（如锋面边界、局部辐合或地形抬升）抬升时达到饱和的大气高度。相信PBLH和LCL相互关联的一个原因是它们依赖于环境中存在的表面加热和水分的量。这些热力学性质在大平原人口稠密的大都市地区很有意义，因为它们更容易受到恶劣天气爆发和相关经济损失的影响。明尼阿波利斯-圣路易斯市PBLH与LCL的相关性研究。将讨论2019-2023年夏季期间的保罗大都会统计区。

　　当归Kusen

　　海气相互作用形成了一个复杂的反馈机制，由此气溶胶影响海洋环境中的物理和生物地球化学过程，这反过来又改变了气溶胶的性质。这些相互作用的一个关键指标是叶绿素-a (Chl-a)，这是一种所有浮游植物共同的色素，也是海洋生态系统中广泛使用的初级生产力的代表。浮游植物的生长需要可溶性营养物质和微量金属，这些物质通常来自海洋过程，如上升流。这些营养物质也可以通过湿沉降和干沉降来提供，其中大气气溶胶被从大气中移除并沉积到海洋中。为了探索这种相互作用，我们分析了2019 - 2021年亚南极南大洋和南海两个环境条件截然不同的区域卫星反演chl-a和AOD的时空变化、相关性及其与风型的关系。

　　在亚南极南大洋，AOD和Chl-a之间存在正相关（r2=0.26），这可能是由于奥地利野火后的沙尘暴。风将富含铁等营养物质的粉尘气溶胶沉积到铁有限的海洋中，增强了浮游植物的光合作用，增加了chl-a。南海AOD与chl-a无显著相关（r2=-0.02）。由于COVID-19导致的排放减少和更严格的污染控制可能会减少总AOD负荷，并将气溶胶的成分从人为来源转移到更自然的来源。

　　这些发现突出了海洋生物活动与大气化学成分之间复杂的相互关系，强调了大气中必需营养物质（如铁和磷）的输送促进了浮游植物的生长。最后，美国宇航局最近发射的PACE任务将以前所未有的规模对浮游植物群落组成进行观测，可能使AOD水平归因于特定的浮游植物群。

　　克里斯Hautman

　　近年来，随着太空探索和商业卫星发射呈指数增长，低层大气中的火箭排放正日益成为环境问题。火箭羽流是为数不多的直接进入高层大气的人为排放源之一。低层大气中的排放也可能令人感兴趣，因为它们对人类健康和环境有影响，特别是在大沼泽地等野生动物保护区或发射场附近的人口中心上空运输的地面污染物。虽然火箭是一种已知的大气污染源，但对火箭废气的研究是一项正在进行的任务。火箭废气可以有多种成分，这取决于发动机的类型，所使用的推进剂，包括燃料，氧化剂和单一推进剂，燃烧本身的化学计量也起作用。此外，关于化合物在重返大气层时蒸发的研究也越来越多。这些排放虽然与其他旅行方式相比相对较少，但随着人类空间活动的增加，对大气稳定性和环境健康构成越来越大的威胁。这项研究试图创造一种方法来估计火箭发射的第一级释放的二氧化碳总量，相对于RP-1，一种高度精炼的煤油（CH）和液氧（LOX）推进剂的质量流。特别是，此次研究将把1999年4月15日在范登堡空军基地发射的德尔塔2号火箭的现场二氧化碳排放量与猎鹰9号（SpaceX）和联盟号（Soyuz）等现代火箭的二氧化碳排放量进行对比。结果表明，任何RP-1/LOX火箭的CO?密度是第一级所有发动机质量流量总和的6.9E-7倍。通过将烟羽的体积模拟成圆柱形，可以进一步估算co2排放的总质量。因此，总质量可以计算为质量流量和第一级主机切断的函数。未来每年的二氧化碳排放量是根据这些估计和预期的发射频率增加来计算的。

　　回到2024年SARP关闭

　　最后更新于2024年11月22日

　　一般

　　ntext="nasa-block"> 8分钟读取

　　文章

　　1分钟前

　　ntext="nasa-block"> 10分钟读取

　　文章

　　2分钟前

　　ntext="nasa-block"> 11分钟读取

　　文章

　　2分钟前