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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近百年来，大气中温室气体含量的增加及其可能导致的气候变化和生态环境问题已经引起了人类社会的广泛关注^[3]。“温室效应”已成为影响气候变化的一个不可忽视的因素。而地球表面的平均温度保持在15摄氏度左右，是因为有自然温室效应的存在，否则地表温度低于零度，地球上不会有生命存在。但是问题在于，大气层中co₂、ch₄等吸热的气体浓度不断上升，地球表面的温度也相应上升。这其中的主要原因就是人类大量燃烧化石燃料、砍伐森林等，因此人类活动加剧了温室效应。通过采集南极洲冰芯并测量其中co₂浓度，人们发现大气温度的变化和大气中co₂含量的变化是同步增长或略有滞后的；全球多个大气本底浓度站对温室气体的观测结果也表明co₂和ch₄的浓度呈不断上升的趋势。在过去的一百多年间，全球大气的平均温度已经上升了大约0.7摄氏度。这种温室气体的浓度升高导致全球气候变暖的现象无疑将会对人类的生存和社会的可持续发展造成巨大的威胁^[4-5]。因此，时刻监测大气中温室气体含量，并对其变化情况进行分析和研究对全球气候变化研究以及人类社会的发展有着重要的意义。

太湖是我国第三大淡水湖，湖泊面积2400km²，太湖流域位于长江三角洲，在长江下游尾闾和钱塘江以及杭州湾之间，是全国人口最密集的地区之一，也是经济发展和城市化程度较高的地区^[3]。因此对太湖流域近地表大气中的温室气体进行研究有重要意义。本文通过对2014-2015年太湖流域近地表大气中的co₂和ch₄浓度的数据进行分析，得到co₂和ch₄浓度的日变化、月平均变化、季节变化等特征，并将太湖流域的数据与大气本底浓度站的温室气体数据作比较，从而更清晰地了解该地区地表大气中co₂和ch₄浓度的变化特征及影响因素。同时，探究相同来源的co₂和ch₄浓度之间的相关关系，更进一步地对co₂和ch₄浓度进行分析和研究，为温室气体研究提供参考依据。

国内外研究现状

目前对于温室气体的研究成果多种多样，刘强等^[6]对工业革命以来大气中主要温室气体的浓度变化和增长趋势作了简介，概述了冰芯研究的最新成果，总结了全球温室气体源与汇的研究现状，并且重点介绍了全球碳循环研究中的未知汇问题，简单介绍了国内有关温室气体源与汇的研究。秦大河等^[7]解析了ipcc第四次评估综合报告。报告将温室气体排放、大气温室气体浓度与地球表面温度联系起来，综合评估了气候变化科学、气候变化的影响和应对措施的最新研究进展，并指出控制温室气体排放量的行动刻不容缓。嵇晓燕等^[8]采用静态箱法对太湖水-气界面co₂交换通量的观测,对太湖水—气界面交换通量的变化特征进行了分析研究，并分析了可能的相关因子。在温室气体本底浓度研究方面，嵇晓燕等^[3]根据2003年1月—2005年6月太湖流域近地表大气中主要温室气体co₂、ch₄和n₂o本底浓度的监测资料，研究了该流域近地表大气主要温室气体浓度的变化特征，并分析了产生变化的原因。关于探究co₂和ch₄浓度的关系的研究较少，shen，s．h．等^[2]使用冬季在南京郊区测得的大气co₂和ch₄浓度，以co₂作为示踪剂来研究南京和长江三角洲的ch₄的排放。同样做了这种研究的还有conway和steele（1989）以及wunch等人（2009）。而在此之前，hsu等^[9]利用ch₄和co之间的相关性来计算美国洛杉矶市的ch₄排放，并指出这两种化合物的排放源很稳定，且分布类似（例如与人类活动有关），这使得ch₄和co的关系能够用于通过充分记录的co排放来估计ch₄的排放。suntharalingam等^[10]利用trace-p飞机运动的亚洲流出中的co₂：co浓度比相关性，提高了华东地区二氧化碳通量的量化。

2. 研究的基本内容

1、通过查阅相关文献，了解温室气体的研究进展，并对已有数据进行筛选，确定研究方向。

2、结合观测资料对浓度数据进行校正处理，并进行日平均、月平均、日组分等计算，为制图做准备。

3、在此基础上，使用matlab软件绘制不同时间序列的co₂和ch₄浓度变化图，以及日组分图，并进行分析，得出co₂和ch₄浓度的变化规律，结合该区域的气候、经济发展等特征讨论影响因素。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

课题的实行方案和进度：

1）2015 年 1 月，进行论文的准备工作，查阅相关文献，完成资料收集工作并翻译英文文献；

2）2015 年 2-3月，实验数据处理、分析，绘制相应图表；

4. 参考文献

[1] wei xiao，shoudong liu， hanchao li，et al．a flux-gradient system for simultaneous measurement of the ch₄，co₂，and h₂o fluxes at a lakeair interface[j]．environmental science technology，2014，48：14490-14498．

[2] shen，s．h．，d．yang，w．xiao，s．d．liu，and x．h．lee．constraining anthropogenic ch₄ emissions in nanjing and the yangtze river delta，china，using atmospheric co₂ and ch₄ mixing ratios[j]．advances in atmospheric sciences，2014，31(6):1343–1352．

[3] 嵇晓燕，杨龙元，王跃思，崔广柏．太湖流域近地表主要温室气体本底浓度特征[j]．环境监测管理与技术，2006，18(3)：11-15．