吴书刚
- 作品数：10 被引量：15H指数：3
- 供职机构：中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球农业科学更多>>
- 重庆金佛山树轮Δ^(14)C含量2004—2013年的变化趋势
- 2017年
- 树木年轮是重建过去大气Δ^(14)C变化和开展化石燃料CO_2示踪的重要介质。本文采集重庆金佛山一棵树龄10 a的水杉,通过AMS-^(14)C测量重建了2004—2013年间大气Δ^(14)C的变化,即以平均每年3.9‰的速率下降;发现随着大气CO_2浓度的持续上升,大气中Δ^(14)C不断降低。重庆金佛山树轮Δ^(14)C与Jungfraujoch、Schauinsland本底观测站大气Δ^(14)C值基本一致,表明金佛山树轮Δ^(14)C没有受到当地或区域化石燃料碳排放的影响,可以作为我国该时段内大气Δ^(14)C的本底值,计算化石燃料CO_2的贡献,也为今后研究本底Δ^(14)C的选择提供了新的思路。此外,发现受人类核活动影响地区的Δ^(14)C高于金佛山,而受人类化石燃料排放地区的Δ^(14)C低于金佛山。
- 吴书刚周晓龙程鹏熊晓虎
- 关键词：树轮
- 无电力驱动的分子筛大气CO2采样方法的建立及其初步应用被引量：1
- 2017年
- 利用^(14)C进行大气化石源CO_2示踪是目前节能减排领域的热点研究,为了更加便利、环保地对大气CO_2进行长期、积时采样,在原有排磷酸溶液集气法的基础上,西安加速器质谱中心研究组设计和建立了新的分子筛采样方法和装置。进一步的实验表明,分子筛解吸附的最佳条件为550℃下热解20 min,该条件下分子筛解吸附效率达99%以上,且重复性良好。该方法所收集的碳量随采样天数呈线性增长,碳吸附速率约为1.04—1.30 mg C?d^(-1),可以满足高精度AMS-^(14)C测定及高分辨率大气^(14)C研究的要求。在相同实验条件下,利用分子筛方法和排磷酸溶液集气法同时采集大气CO_2气体,结果表明,两者存在较好的一致性,说明分子筛法可提供可靠的数据。此外,分子筛法易于操作和运输,并具有便利环保的特性,值得推广使用。目前该方法已应用于大气CO_2的收集,数据表明从冬季供暖期到夏季,西安市大气化石源CO_2浓度以0.22μL?L^(-1)?d^(-1)的速率逐渐降低。化石源CO_2来源分析结果进一步表明,西安市化石源CO_2主要源自于煤燃料的燃烧,而冬季采暖需求导致的煤燃烧量的增加可能是导致冬季化石源CO_2浓度较高的主要原因。
- 侯瑶瑶周卫健程鹏吴书刚熊晓虎牛振川付云翀
- 关键词：压力差分子筛大气CO2
- 我国城市大气化石源CO2的14C示踪研究进展被引量：5
- 2020年
- 化石燃料等排放是大气CO2浓度增加的主要原因,而城市是碳排放研究的热点区域。获取化石源CO2(CO2ff)的时空变化特征,可以为政府的宏观决策及参与国际碳减排谈判提供重要的科学数据。近十年来我国科技人员在运用14C示踪城市大气CO2ff的研究方面取得了一些重要进展:通过大气、树轮和一年生植物样品14C的分析,获得了不同时间尺度和空间尺度CO2ff的变化特征,发现北方城市是减排的重点。CO2ff与PM2.5关系的研究表明,控制大气污染物可以同时降低CO2ff排放,存在减排的协同效应。WRF-CHEM模式模拟分析了关中地区CO2ff的传输,并结合Δ14CO2和δ13C对CO2ff的来源进行解析,发现西安CO2ff主要来源于本地燃煤的排放。14C示踪获得的CO2ff浓度与统计的碳排放量变化趋势和幅度基本一致,可以相互校验,保证数据的可靠性。为此建议尽快建立我国城市大气Δ14CO2观测网,投入更多的人力物力推进这项研究,服务于国家碳减排任务。
- 周卫健吴书刚吴书刚程鹏熊晓虎侯瑶瑶程鹏杜花陈宁卢雪峰牛振川刘林
- 关键词：源解析碳减排
- 逐级温度热解法在黄土古土壤样品^(14)C测年中的应用被引量：2
- 2012年
- 利用已知可靠年代的黄土古土壤样品,采用逐级热解的方法,获取不同温度下的热解组分,运用加速器14C测年技术,测试各个组分的14C年龄,探讨获得可靠测年组分所需的逐步解热的实验条件。研究表明,逐级热解过程中,100℃～600℃温度段的热解挥发组分为年轻碳,而600℃～800℃温度段热解残余物(Py-R)则为老碳,600℃～800℃热解挥发组分(Py-V)是黄土-古土壤14C测年的可靠组分。
- 程鹏吴书刚杜花陈清敏卢雪峰
- 关键词：黄土古土壤
- 西安市2016-2017年大气化石源CO2的14C示踪研究与来源的初步分析被引量：1
- 2020年
- 14C是研究城市中化石能源碳排放状况的有效手段;认识化石源CO2(CO2ff)的主要来源将有利于针对性地制定减排方案。本文利用分子筛主动吸附采样方法对西安市大气CO2行了连续积时采样,并利用AMS-^14C示踪方法,研究了西安市2016-2017年CO2ff的浓度变化,同时基于CO2ff与大气污染物的同源性,对CO2ff的主要来源进行了定性分析。2016年1月至2017年1月,西安大气△^14C季节变化显著,变化范围是(-1.00±2.84)‰-(-187.25±3.62)‰,平均值为(-63.20±17.35)‰,相对于2012-2013年的平均值(-41.3±27.4)‰有明显的下降。CO2ff变化范围是(6.91±1.94)-(105.60±3.09)μmol·mol^-1,呈显著的夏季低、冬季高的季节变化特征,与前人研究结果一致。CO2ff与SO2及NO2浓度总体上呈相同的季节变化特征,但与两者的相关性存在季节差异:在春夏季,CO2ff与SO2(R2=0.47,p<0.01)的相关性较强;而在秋冬季,CO2ff与NO2(R2=0.73,p<0.01)的相关性更为显著。可能是由于大气扩散条件的改变使得采样点CO2ff的主要来源发生了变化。春夏季节,大气扩散条件较好,采样点化石源CO2可能主要受到工业燃煤(高空排放)的影响,而秋冬季节,受到不利于扩散的气象条件的影响,化石源CO2可能主要受到采样点周围交通源(近地面排放)的影响。该研究结果可为CO2ff的源解析研究及大气CO2样品采集提供参考。
- 侯瑶瑶周卫健程鹏程鹏周杰熊晓虎杜花周杰付云翀
- 关键词：分子筛
- 大气^(14)CO_(2)观测:碳排放评估的新方法
- 2023年
- 我国作为碳排放大国,面临着碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)目标任务和国际碳减排压力。因此,准确的碳排放数据对于评估“双碳”目标和国际履约非常重要。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)报告推荐将二氧化碳(CO_(2))观测与大气反演结合来“自上而下”地校验“自下而上”的碳排放清单,并指出加入大气^(14)CO_(2)观测可以更准确地校验碳排放清单。放射性碳同位素(14^(C))是化石源CO_(2)最准确的示踪剂,已被国际社会广泛推荐用于碳排放评估。文章基于大气^(14)CO_(2)观测的国际发展趋势和国内的紧迫状况,建议加大支持力度,建立大气^(14)CO_(2)观测网络;开展培训,统一相关标准,积极参与国际交流;尽快开展^(14)CO_(2)观测与大气反演相结合的研究。以此使我国的碳排放研究水平与国际接轨,并提高碳排放数据的可靠性,进而服务国家的“双碳”目标和气候外交谈判。
- 牛振川王鹏吴书刚吴书刚
- 关键词：碳排放
- 大气^(14)CO_2的时空分异特征及其在化石源CO_2示踪中的应用被引量：4
- 2014年
- 大气CO_2中放射性碳同位素(^(14)C)的水平可以反映化石源CO_2的影响程度,这对于评估我国目前化石源CO_2的排放状况和制定节能减排政策具有重要的指导意义。本文在概述大气^(14)CO_2采样和分析方法的基础上,简要介绍了大气^(14)CO_2观测的起源和主要的源汇过程,重点论述了大气^(14)CO_2的时空分异特征及其驱动因素;阐述了化石源CO_2浓度的估算方法及^(14)CO_2在国内外化石源CO_2示踪中的应用现状,并对大气^(14)CO_2观测在我国化石源CO_2示踪中的应用前景进行了展望;旨在为我国正确地开展大气^(14)CO_2的观测研究,深刻地理解特定区域大气^(14)CO_2的时空分异特征和化石源CO_2的分布状况提供参考。
- 牛振川周卫健吴书刚卢雪峰程鹏熊晓虎杜花霍雯雯
- 关键词：同位素示踪
- 北京市冬季大气化石源CO2典型日变化的14C示踪研究被引量：4
- 2016年
- 城市作为化石源CO_2(CO_(2_(ff)))排放的热点区域.获得其大气CO_(2_(ff))浓度的日变化特征对于深刻理解城市地区CO_(2_(ff))的时空变化规律,进而制定合理的节能减排政策至关重要。本研究通过AMS-^(14)C技术,示踪了北京市冬季一个典型日变化事件中大气(CO_(2_(ff)))的变化过程,并探讨了其影响因素。本次日变化事件中大气δ^(13)CO_2的值为(-13.9±0.8)%。(-14.8‰—-12.7‰),△^(14)CO_2的值为(-151.6±51.3)‰((-214.2±2.9)‰-(-82.3±3.0)‰),CO_(2_(ff))浓度为104.4±44.0μL·L^(-1)(168.6±2.7-52.1±3.2μL·L^(-1)。CO_(2_(ff))浓度具有较大的曰变化,夜晚CO_(2_(ff))浓度明显高于白天,主要是由于夜间大气混合层高度较低、供暖消耗更多的化石燃料以及在东南风条件下因北京不利的扩散条件而使CO_(2_(ff))聚积。此外,在早晚高峰期间,观察到由于交通流量增加引起的较高CO_(2_(ff))浓度。同期PM_(2.5)浓度相似的日变化过程进一步验证了本次CO_(2_(ff))观测结果的可靠性。
- 牛振川周卫健程鹏吴书刚卢雪峰杜花付云翀熊晓虎
- 关键词：日变化
- 利用放射性碳(^(14)C)示踪华山冬季化石源CO_2随海拔高度变化特征被引量：1
- 2015年
- 放射性碳(^(14)C)是化石源CO_2最有效的示踪剂,为了更好地了解华山冬季化石源CO_2的时空变化特征,于2014年冬季在华山三个不同海拔高度——玉泉院(504 m)、北峰(1634 m)、东峰(2079 m)进行大气CO_2采样。通过放射性碳同位素分析研究发现:华山冬季不同海拔高度大气CO_2浓度随海拔升高而减小,三个海拔高度大气CO_2平均浓度依次为461.8±14.1 ppm(ppm表示μL·L–1)、414.6±2.7 ppm和413.2±3.4 ppm,皆高于我国四个大气CO_2本底站点的同期浓度水平。不同海拔高度大气CO_2浓度及其δ13C值呈显著的反相关关系,R2=0.906,表明华山大气CO_2主要受区域生态系统的时空变化和源汇特征影响,而海洋的影响较弱。三个不同海拔高度的化石源CO_2浓度均值依次为42.3±5.7 ppm、14.9±3.8 ppm和10.6±1.0 ppm,表明华山不同海拔高度大气CO_2都受到化石源CO_2不同程度的影响。华山冬季化石源CO_2浓度和海拔高度具有显著的反相关关系,R2=0.914,随着海拔的不断升高,化石源CO_2浓度逐渐减小。利用Hysplit模式分层后向轨迹分析结果表明:在采样时段内,玉泉院和北峰受到同源路径气团的影响,其化石源CO_2浓度呈现出较一致的变化趋势,东峰受到异源路径气团的影响,其化石源CO_2浓度呈现出不同的变化趋势。因此,在分析评价高海拔地区化石源CO_2浓度时,不仅要考虑到近源排放影响,同样不能忽视远源传输影响。
- 谢邵文周卫健熊晓虎周杰牛振川卢雪峰程鹏吴书刚
- 关键词：海拔高度
- ^(14)C在陆地生态系统碳循环研究中的应用及进展被引量：1
- 2016年
- 深刻理解陆地生态系统碳循环有助于提高未来气候预测的准确性。^(14)C是陆地生态系统碳循环研究中广泛应用的重要工具,本文对^(14)C在土壤有机碳周转时间和平均停留时间的评估、陆地生态系统释放CO_2的源解析、河流有机碳的源解析及陆地生态系统碳循环对气候变化和土地利用的响应等四个方面的应用及进展进行了细致的介绍,最后展望了^(14)C应用于陆地碳循环研究发展趋势,并对国内相关研究的开展提出了几点建议。
- 熊晓虎周卫健杜花程鹏吴书刚牛振川卢雪峰
- 关键词：^14C碳循环土壤有机质土壤呼吸溶解有机碳
