大氣中γ輻射空氣吸收劑量率的波動機制

林武輝,王詩玥,黃亞萍,何賢文,黃錦秀,顏金培

大氣中γ輻射空氣吸收劑量率的波動機制

林武輝1,2*,王詩玥1,黃亞萍3,何賢文4,黃錦秀1,顏金培5

(1.廣西大學海洋學院,廣西 南寧 530004；2.廣西大學,廣西南海珊瑚礁研究重點實驗室,廣西 南寧 530004；3.福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站,福建 福州 350012；4.廣西壯族自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督管理站,廣西 南寧 530222；5.自然資源部第三海洋研究所,海洋大氣化學與全球變化重點實驗室,福建 廈門 361005)

基于廣西防城港市、福建福清市和寧德市的3個濱海核電廠周邊γ輻射空氣吸收劑量率長時間高頻率的連續(xù)觀測數(shù)據(jù),從不同時間尺度進行系統(tǒng)解析.研究發(fā)現(xiàn),在年際尺度上,2014～2020年間寧德崳山島站位γ輻射空氣吸收劑量率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,與太陽活動的先減弱后增強存在一定的反相位關(guān)聯(lián);在季節(jié)尺度上,2019年度3個站位的觀測均呈現(xiàn)東亞季風主導(dǎo)下的海洋氣團與大陸氣團控制γ輻射空氣吸收劑量率夏低冬高的季節(jié)特征;在晝夜尺度上,福清小麥嶼臨海站位顯示潮汐漲落與γ輻射空氣吸收劑量率升降存在顯著的反相位規(guī)律;在小時尺度上,福清小麥嶼站位的降雨事件將大氣中222Rn子體214Pb和214Bi清除至地表,并導(dǎo)致γ輻射空氣吸收劑量率短期內(nèi)驟然升高.

核電站；γ輻射空氣吸收劑量率；東亞季風；降雨；太陽活動；潮汐

核電廠在常規(guī)狀態(tài)和事故狀態(tài)下,都會向環(huán)境排放一定量的放射性物質(zhì),并對生物和人類增加一定的輻射劑量和風險,特別是日本福島核事故泄漏的放射性物質(zhì)引起全世界的關(guān)注和擔憂[1-5].γ輻射空氣吸收劑量率是快速監(jiān)測核設(shè)施周邊輻射環(huán)境的重要指標,被廣泛應(yīng)用于濱海核電周邊監(jiān)測站和國內(nèi)外輻射監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中[6-7].γ輻射空氣吸收劑量率主要由地表環(huán)境中天然放射性核素產(chǎn)生的γ輻射劑量率和宇宙射線產(chǎn)生的γ輻射劑量率組成.在發(fā)生放射性核素泄漏的情況下,γ輻射空氣吸收劑量率也會出現(xiàn)異常升高,比如日本福島核事故后γ輻射空氣吸收劑量率迅速升高超過107nGy/h[8],比本底水平高5個數(shù)量級.因此,濱海核電廠周邊γ輻射空氣吸收劑量率的變異特征與調(diào)控機制是核電廠運行過程中環(huán)境輻射異常信號判別解譯的基礎(chǔ),在保障核電廠安全運行中尤為重要.

國內(nèi)外學者對于γ輻射空氣吸收劑量率研究主要集中于降雨/降雪事件[9-11]、地震事件[12]、地質(zhì)背景[13-14]、氣象條件(溫度、濕度、壓力、風速、風向、潮汐等)[10,15-16]等方面.但相關(guān)研究較為分散,缺乏γ輻射空氣吸收劑量率的綜合分析,不利于輻射環(huán)境異常信號解讀.因此,本文利用福建和廣西兩地的3個濱海核電廠周邊γ輻射空氣吸收劑量率的高分辨率、長時間連續(xù)觀測數(shù)據(jù),探討年際尺度的太陽活動、季節(jié)尺度的東亞季風、晝夜尺度的潮汐漲落、小時尺度的降雨事件等自然事件和大氣過程影響下的γ輻射空氣吸收劑量率的變異特征及其調(diào)控機制,旨在為核設(shè)施周邊環(huán)境監(jiān)測中γ輻射空氣吸收劑量率異常數(shù)據(jù)的精準解譯、完善輻射環(huán)境監(jiān)測預(yù)警技術(shù)、保障核安全等提供參考.

1 材料與方法

1.1 濱海核電廠周邊γ輻射空氣吸收劑量率的測量

本文中3個觀測站位均靠近濱海核電廠,防城港核電廠位于廣西防城港市港口區(qū)光坡鎮(zhèn),沙螺寮站位(21.69°N,108.57°E)于其南偏西3.1km處,觀測時間為2016年1月1日～2020年12月31日;福清核電廠位于福清市三山鎮(zhèn)前薛村,小麥嶼站位(25.22°N,119.59°E)于其西偏北5km處,觀測時間為2017年5月1日～2020年12月16日;寧德核電廠位于福鼎市太姥山鎮(zhèn)牛郎崗的備灣自然村,崳山島站位(26.94°N,120.32°E)于其東偏南方向11.0km處,觀測時間為2014年1月1日～2020年12月6日.濱海核電廠周邊γ輻射空氣吸收劑量率連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)均按照《環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范》[17]和《輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[18]中規(guī)定的方法,采用高壓電離室(RSS-131 型)測量[16].數(shù)據(jù)的采集由自動監(jiān)測子站的工控機軟件進行控制,采集的數(shù)據(jù)通過有線或無線通訊設(shè)備實時傳輸至前沿站數(shù)據(jù)處理中心和省級數(shù)據(jù)匯總中心.

1.2 數(shù)據(jù)來源和HYSPLIT逆軌跡分析方法

本文中太陽黑子數(shù)據(jù)引自比利時皇家天文臺(網(wǎng)址:https://wwwbis.sidc.be/silso/datafiles);氣團軌跡利用美國國家大氣與海洋管理局(NOAA)的混合單粒子拉格朗日集合軌跡模型(HYSPLIT模型)[19]的逆軌跡分析方法進行分析(網(wǎng)址:https://www. arl.noaa.gov/);潮高數(shù)據(jù)引自國家海洋信息中心全球潮汐預(yù)報服務(wù)平臺(網(wǎng)址:http://global-tide.nmdis. org.cn/),選取距小麥嶼北偏西16.1km處郎官站位的潮汐數(shù)據(jù);降雨量數(shù)據(jù)引自國家氣象科學數(shù)據(jù)中心(網(wǎng)址:http://data.cma.cn/).由于HYSPLIT模型在模擬過程垂向上最小精度為100m,本文分別選取3個站位100m高度處作為逆軌跡的終點,利用氣象學資料GDAS和GFS計算模擬出2019年度共365條大氣逆軌跡;對于每一條逆軌跡,選擇過去7d的采樣周期,每6h進行一次逆軌跡計算,最后利用MeteoInfo軟件對所有軌跡進行整合繪制,得到2019年度氣團來源的逆軌跡圖[20].

2 結(jié)果與討論

2.1 核電廠的γ輻射空氣吸收劑量率

圖1 寧德、福清、防城港3個觀測站位的γ輻射空氣吸收劑量率

散點為監(jiān)測站位日均值,折線為30d的滑動平均值

如圖1所示,福建寧德核電周邊崳山島站位的γ輻射空氣吸收劑量率范圍為71.27～162.40nGy/h,平均值為75.79nGy/h;福建福清核電周邊小麥嶼站位的γ輻射空氣吸收劑量率范圍為87.15～218.55nGy/h,平均值為89.90nGy/h;廣西防城港核電周邊沙螺寮站位的γ輻射空氣吸收劑量率范圍為72.24～ 116.12nGy/h,平均值為77.68nGy/h.3個濱海核電廠周邊的γ輻射空氣吸收劑量率基本落在全國γ輻射空氣吸收劑量率的波動范圍之內(nèi)(57～195nGy/ h)[14,21-22].

3個核電廠的γ輻射空氣吸收劑量率平均值為福清>防城港>寧德.濱海核電廠的海拔高度差別不大,宇宙射線產(chǎn)生的γ輻射劑量率約為30nGy/h[23].因此,γ輻射空氣吸收劑量率的差別應(yīng)該主要取決于地表環(huán)境中天然放射性核素含量水平.實際調(diào)查結(jié)果也證實我國不同地區(qū)的土壤中天然放射性核素活度存在一定的差異[13].

2.2 太陽活動影響年際尺度上γ輻射空氣吸收劑量率

在年際尺度上,擁有11a周期的太陽黑子活動可以影響γ輻射空氣吸收劑量率的波動,因此本文選擇連續(xù)觀測時間最長的福建寧德崳山島站位.如圖2所示,2014～2020年間崳山島站位的γ輻射空氣吸收劑量率呈現(xiàn)先升后降的趨勢(虛線箭頭),而太陽黑子數(shù)顯示先降后升的趨勢(實線箭頭).整體上,γ輻射空氣吸收劑量率和太陽黑子數(shù)存在一定的反相位關(guān)系,即太陽黑子數(shù)目增加,太陽活動增強,太陽磁場增強并屏蔽更多的來自太陽系外部的宇宙射線,導(dǎo)致到達地球的宇宙射線減少,γ輻射空氣吸收劑量率降低.多個研究表明太陽活動越強,太陽黑子數(shù)越多,導(dǎo)致抵達地球大氣層的宇宙射線減少,地球大氣中宇生放射性核素7Be、10Be、14C、36Cl的產(chǎn)率和活度下降[24-25].這些觀測均證實太陽活動與宇宙射線的反相位關(guān)系.

圖2 2014～2020年寧德崳山島站位γ輻射空氣吸收劑量率與太陽黑子的關(guān)系

虛線線條代表γ輻射空氣吸收劑量率,實線線條代表太陽黑子數(shù)量,較細線條為月均值,較粗線條為12個月的滑動平均值

2.3 東亞季風調(diào)控季節(jié)尺度上γ輻射空氣吸收劑量率

如圖3所示,在季節(jié)尺度上寧德崳山島站位和防城港市沙螺寮站位的γ輻射空氣吸收劑量率普遍存在夏季的低值現(xiàn)象(陰影部分).本文的3個濱海核電廠地處東亞地區(qū),氣候背景受到東亞季風的影響,即夏季的西南季風和冬季的東北季風.為了進一步揭示季節(jié)尺度的波動規(guī)律,本文繪制2019年度3個觀測站位的γ輻射空氣吸收劑量率(圖4),發(fā)現(xiàn)均存在夏低冬高的季節(jié)特征,即1～3月、10～12月的γ輻射空氣吸收劑量率基本高于平均值,4～9月則普遍低于平均值.

圖3 崳山島站位和沙螺寮站位的γ輻射空氣吸收劑量率季節(jié)變化

陰影部分代表夏季,黑色折線為30d滑動平均值,虛線線條為多年平均值

圖4 2019～2020年間3個觀測站位的γ輻射空氣吸收劑量率波動趨勢與氣團逆軌跡

黑色軌跡顯示3個站位在秋冬季(1～3月和10～12月)氣團來源的逆軌跡,灰色軌跡對應(yīng)春夏季(4～9月)氣團來源的逆軌跡

本文使用HYSPLIT模型計算并繪制2019年度秋冬季和春夏季氣團來源的逆軌跡地圖(圖4),根據(jù)逆軌跡的起點在大陸或者海洋而定義大陸氣團或者海洋氣團,并對不同氣團來源進行統(tǒng)計分析.圖4顯示,東亞季風影響下的秋冬季氣團主要來源于北方的大陸氣團,而春夏季則主要來源于南方的海洋氣團.以秋冬季為例,在2019～2020年182條秋冬季(1～3月、10～12月)的軌跡中,崳山島站位有163條來源于北方陸地,大陸氣團所占比例為89.6%;小麥嶼站位有166條來源于北方陸地,大陸氣團所占比例為91.2%;沙螺寮站位有136條來源于北方陸地,大陸氣團所占比例為74.7%.上述數(shù)據(jù)定量揭示3個站位的秋冬季氣團均主要來自于北方的大陸氣團.

圖4顯示,大陸氣團影響下的γ輻射空氣吸收劑量率普遍高于海洋氣團影響下的結(jié)果.陸地土壤中226Ra活度(10～100Bq/kg)是海水中226Ra活度(1× 10-3～10×10-3Bq/kg)的1000倍左右[26].大陸氣團與陸地下墊面長時間接觸,進而擁有更高濃度的陸地土壤中226Ra衰變而來的222Rn及其子體,而海洋氣團與海洋下墊面接觸,相應(yīng)的222Rn及其子體濃度較低.其它研究結(jié)果指出陸地向大氣釋放的222Rn通量(1300～1800Bq/m2/d)是海洋向大氣釋放的222Rn通量(～17Bq/m2/d)的100倍左右[27].

部分研究將γ輻射空氣吸收劑量率夏低冬高的季節(jié)特征歸因為夏季更強的降雨清除效應(yīng)[28].東亞季風背景下的海洋氣團含有更低的放射性核素(主要是222Rn及其子體)濃度水平,同時海洋氣團也往往含有更高的濕度,并伴隨較強的降雨.由此可見,夏季的低γ輻射空氣吸收劑量率最主要的原因是由于海洋氣團中本身所含的放射性核素(主要是222Rn及其子體)通量來源較低,而非降雨所致,不能將“降雨”與低γ輻射空氣吸收劑量率進行簡單的因果關(guān)聯(lián).降雨事件屬于小時尺度的現(xiàn)象,空氣中氡子體受雨水清洗作用,可使γ輻射空氣吸收劑量率短時間內(nèi)增加50%～100%(升高的程度決定于降雨間隔以及降雨量,升高水平可持續(xù)幾小時),然后隨著土壤中水分增加產(chǎn)生屏蔽作用導(dǎo)致γ輻射空氣吸收劑量率下降約5%,最后隨著土壤水分飽和的消失而恢復(fù)至正常水平[23].因此,小時尺度下降雨過程的γ輻射空氣吸收劑量率經(jīng)歷“高-低-正?！睆?fù)雜的快速變化特征,難以用于對應(yīng)解釋季節(jié)尺度的夏低冬高特征.總之,本文強調(diào)東亞季風影響下的海洋氣團和大陸氣團不同來源轉(zhuǎn)換是最終影響γ輻射空氣吸收劑量出現(xiàn)夏低冬高季節(jié)特征的主要因素,而非降雨.

2.4 潮汐漲落控制晝夜尺度上γ輻射空氣吸收劑量率

在晝夜尺度上,圖5顯示,2019年福清小麥嶼站位在春夏秋冬(選擇1月、4月、7月、10月的26～28日)的4個季節(jié)中均存在γ輻射空氣吸收劑量率的日周期變化特征,即每天一般出現(xiàn)兩次高值和兩次低值的現(xiàn)象,且相鄰兩個高值或低值間隔的時間均在12h左右.

圖5 福清小麥嶼站位γ輻射空氣吸收劑量率與郎官站潮高的晝夜變化特征

叉號代表日分隔,三角代表季節(jié)分隔

其它研究也觀察到γ輻射空氣吸收劑量率日周期變化的特征[15],并指出該特征可能與晝夜尺度下溫度變化、濕度、氣壓、海陸風向變化等因素有一定關(guān)系.白天溫度升高,有利于土壤中222Rn向上方大氣的釋放,導(dǎo)致γ輻射空氣吸收劑量率增加;溫度也與大氣穩(wěn)定度密切相關(guān),即白天溫度上升促進垂向?qū)α?而夜晚溫度下降不利于垂向?qū)α?強對流有利于222Rn及其子體核素的向上稀釋擴散,并導(dǎo)致空氣中放射性核素濃度降低,以及γ輻射空氣吸收劑量率的下降.海陸風環(huán)流是沿海地區(qū)最常見的中尺度局地環(huán)流,由海陸熱力性質(zhì)差異決定,受太陽輻射強度影響的晝夜溫差將導(dǎo)致海陸風向的晝夜差異[29].已有研究指出廣西海風在13:00開始,20:00結(jié)束,陸風在1:00開始,10:00結(jié)束[30];福建初始海風時刻平均在8:00,結(jié)束時刻平均在20:00[31].海陸風的晝夜交替變化,也可能影響γ輻射空氣吸收劑量率的日周期變化特征.

但是,本文存在2次高值和2次低值的日周期現(xiàn)象,而且高值與低值出現(xiàn)的時間隨著季節(jié)而變動.比如,1月份高值分別出現(xiàn)在3:00和15:00左右,低值分別出現(xiàn)在10:00和23:00左右;4月高值分別出現(xiàn)在6:00和18:00左右,低值分別出現(xiàn)在11:00和23:00左右;7月高值分別出現(xiàn)在1:00和14:00左右,低值分別出現(xiàn)在6:00和19:00左右;10月高值分別出現(xiàn)在4:00和16:00左右,低值分別出現(xiàn)在11:00和22:00左右.相鄰2個高值或低值之間相差的時間均在12h左右.鑒于小麥嶼站位靠近海邊,該現(xiàn)象可能與潮汐有關(guān).圖5顯示,γ輻射空氣吸收劑量率與潮高存在顯著的反相位關(guān)系,即γ輻射空氣吸收劑量率隨著潮高上升而下降.γ輻射空氣吸收劑量率與地表環(huán)境中放射性核素密切相關(guān).表1顯示,海水和海洋沉積物中主要的放射性核素活度典型值,發(fā)現(xiàn)海洋沉積物中放射性核素活度是海水中放射性核素活度的100～1000倍[26].因此,漲潮時海水屏蔽海洋沉積物中較高活度的放射性核素,導(dǎo)致γ輻射空氣吸收劑量率下降;反之,落潮時沉積物中較高活度的放射性核素導(dǎo)致γ輻射空氣吸收劑量率上升.

表1 海水和海洋沉積物的典型活度對比[26]

2.5 降雨事件影響小時尺度γ輻射空氣吸收劑量率

在小時尺度上,圖6顯示,2017年5月7～12日小麥嶼站位的γ輻射空氣吸收劑量率的波動范圍為85.9～91.3nGy/h,平均值為88.96nGy/h.當降雨事件發(fā)生時,γ輻射空氣吸收劑量率會出現(xiàn)具有一定時間滯后性的異常升高,且超出了正常情況下γ輻射空氣吸收劑量率的3倍標準偏差范圍.國內(nèi)外學者對降雨事件的影響已經(jīng)進行較為深入的研究[9-11],發(fā)現(xiàn)降雨過程的γ輻射空氣吸收劑量率經(jīng)歷“高-低-正?！钡男r尺度下的變化特征[23].總之,降雨事件通過短時間內(nèi)清除空氣中氡子體214Pb和214Bi至地表,進而顯著改變γ輻射空氣吸收劑量率,具體過程機制還與雨量、降雨時段、季節(jié)及其他氣象因素等有關(guān)[9].

圖6 2017年5月7～12日福清小麥嶼站位降雨事件與γ輻射空氣吸收劑量率的變化趨勢

3 結(jié)論

3.1 年際尺度上,太陽活動與γ輻射空氣吸收劑量率存在反相位關(guān)系.

3.2 季節(jié)尺度上,東亞季風影響下海洋氣團和大陸氣團不同來源的轉(zhuǎn)變控制γ輻射空氣吸收劑量率的夏低冬高的季節(jié)特征.

3.3 晝夜尺度上,潮汐漲落與γ輻射空氣吸收劑量率的晝夜變化存在顯著的反相位規(guī)律.

3.4 小時尺度上,降雨事件通過清除空氣中氡子體214Pb和214Bi至地表,短期內(nèi)顯著提高γ輻射空氣吸收劑量率.

[1] 林武輝,余克服,杜金秋,等.日本福島核廢水排海情景下海洋生態(tài)環(huán)境影響與應(yīng)對 [J]. 科學通報, 2021,66(35):4500-4509.

Lin W H, Yu K F, Du J Q, et al. Consequences of marine ecological environment and our preparedness for Fukushima radioactive wastewater discharge into the ocean [J]. Chinese Science Bulletin, 2021,66(35):4500-4509.

[2] Lin W, Chen L, Yu W, et al. Radioactivity impacts of the Fukushima nuclear accident on the atmosphere [J]. Atmospheric Environment, 2015,102:311-322.

[3] 林武輝,陳立奇,何建華,等.日本福島核事故后的海洋放射性監(jiān)測進展 [J]. 中國環(huán)境科學, 2015,35(1):269-276.

Lin W H, Chen L Q, He J H, et al. Review on monitoring marine radioactivity since the Fukushima Nuclear Accident [J]. China Environmental Science, 2015,35(1):269-276.

[4] Lin W, Chen L, Yu W, et al. Radioactive source terms for the Fukushima nuclear accident [J]. Science China Earth Sciences, 2015, 59(1):214-222.

[5] 林武輝,何建華,余克服,等.海洋中90Sr:日本周邊海域與南海的對比 [J]. 海洋學報, 2020,42(10):47-58.

Lin W H, He J H, Yu K F, et al.90Sr in marine environment: Comparison of seas surroundingJapan and the South China Sea [J]. Haiyang Xuebao, 2020,42(10):47-58.

[6] Wolbarst A B, Griggs J, Lee H N, et al. Comparison of environmental radiation monitoring programs in China and the United States [J]. Health Physics, 2008,94(6):501-511.

[7] Bossew P, Cinelli G, Hernández-Ceballos M, et al. Estimating the terrestrial gamma dose rate by decomposition of the ambient dose equivalent rate [J]. Journal of Environmental Radioactivity, 2016, 166:296-308.

[8] Povinec P P, Hirose K, Aoyama M. Fukushima Accident: Radioactivity Impact on the Environment [J]. Journal of Environmental Radioactivity, 2014,129:169.

[9] 陳 愛,周睿東,陳文濤,等.降雨對連續(xù)γ輻射測量影響的數(shù)值擬合 [J]. 輻射防護, 2017,37(5):361-368.

Chen A, Zhou R D, Chen W T, et al. Numerical simulation of γ radiation measurement in rainfall [J]. Radiation Protection, 2017,37(5): 361-368.

[10] Inomata Y, Chiba M, Igarashi Y, et al. Seasonal and spatial variations of enhanced gamma ray dose rates derived from222Rn progeny during precipitation in Japan [J]. Atmospheric Environment, 2007,41(37): 8043-8057.

[11] Lynch R A, Smith T, Jacobs M C, et al. A Radiation Weather Station: Development of a Continuous Monitoring System for the Collection, Analysis, and Display of Environmental Radiation Data [J]. Health Physics, 2018,115(5):590-599.

[12] Barbosa S, Huisman J A, Azevedo E B. Meteorological and soil surface effects in gamma radiation time series - Implications for assessment of earthquake precursors [J]. Journal of Environmental Radioactivity, 2018,195:72-78.

[13] 王 蕾,鄭國棟,寇姝靜,等.我國不同類別巖石的原野γ輻射水平 [J]. 輻射防護通訊, 2013,33(6):1-6.

Wang L, Zheng G D, Kou S J, et al. Field gamma radiation level of different types of rocks in China [J]. Radiation Protection Bulletin, 2013,33(6):1-6.

[14] 楊 晶,胡茂桂,鐘少穎,等.全國γ輻射劑量率空間分布差異影響機理研究 [J]. 地球信息科學學報, 2017,19(5):625-634.

Yang J, Hu M G, Zhong S Y, et al. Influencing mechanism of spatial distribution difference in national γ radiation dose rate based on geographical detector [J]. Journal of Geo-information Science, 2017, 19(5):625-634.

[15] 羅敦燁,沙向東,上官志洪,等.環(huán)境γ輻射劑量率連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)影響因素和特征分析 [J]. 輻射防護, 2018,38(4):308-318.

Luo D Y, Sha X D, Shang-Guan Z H, et al. Study on influence factors and characteristics of continuousmonitoring data of environmental γ dose rate [J]. Radiation Protection, 2018,38(4):308-318.

[16] Huang Y, Shang-Guan Z H, Zhao F, et al. A correlation study of continuously monitored gamma dose rate and meteorological conditions [J]. Journal of Environmental Radioactivity, 2018,192: 467-477.

[17] GB/T 14583-1993 環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范 [S].

GB/T 14583-1993 Norm for the measurement of environmental terrestrial gamma-radiation dose rate [S].

[18] HJ/T 61-2001 輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 [S].

HJ/T 61-2001 Technical criteria for radiation environmental monitoring [S].

[19] Stein A F, Draxler R R, Rolph G D, et al. NOAA’s HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system [J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 2015,96(12):2059-2077.

[20] Chen X, Lin W, He X, et al. Beryllium-7 and lead-210 are associated with an increase in the arctic oscillation: Evidence from atmospheric aerosols in a remote tropical region in East Asia [J]. Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 2021:1-18.

[21] 徐茗薈,孫亞敏,王曉芬,等.2011～2015年我國環(huán)境天然輻射水平分析 [J]. 中國輻射衛(wèi)生, 2020,29(5):555-558,566.

Xu M H, Sun Y M, Wang X F, et al. Analysis of the natural radiation level in China from 2011 to 2015 [J]. Chin J Radiol Health, 2020, 29(5):555-558,566.

[22] Feng W, Zhang Y, Li Y, et al. Spatial distribution, risk assessment and influence factors of terrestrial gamma radiation dose in China [J]. Journal of Environmental Radioactivity, 2020,222:106325.

[23] 生態(tài)環(huán)境部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心.全國空氣吸收劑量率發(fā)布系統(tǒng)說明 [EB/OL]. http://data.rmtc.org.cn:8080/gis/PubInfo0M.html.

Radiation Monitoring Technical Center of Ministry of Ecology and Environment. National air absorbed dose rate release system description [EB/OL]. http://data.rmtc.org.cn:8080/gis/PubInfo0M. html.

[24] Solanki S, Usoskin I, Kromer B, et al. Unusual activity of the Sun during recent decades compared to the previous 11,000years [J]. Nature, 2004,431(7012):1084-1087.

[25] Zalewska T, Biernacik D, Marosz M. Correlations between7Be,210Pb, dust and PM10concentrations in relation to meteorological conditions in northern Poland in 1998～2018 [J]. Journal of Environmental Radioactivity, 2021,228:106526.

[26] Lin W, Chen L, Zeng S, et al. Residual β activity of particulate234Th as a novel proxy for tracking sediment resuspension in the ocean [J]. Scientific Reports, 2016,6:27069.

[27] Baskaran M. Po-210and Pb-210as atmospheric tracers and global atmospheric Pb-210fallout: a review [J]. Journal of environmental radioactivity, 2011,102(5):500-513.

[28] 謝志輝,劉春瓊,史 凱.成都市PM10對大氣輻射環(huán)境的影響 [J]. 環(huán)境科學研究, 2016,29(7):972-977.

Xie Z H, Liu C Q, Shi K. Impacts of PM10on the radiation environments of the atmosphere in Chengdu City [J]. Research of Environmental Sciences, 2016,29(7):972-977.

[29] 韓芙蓉,苗峻峰,王語卉.地形輻射效應(yīng)參數(shù)化對海南島海風環(huán)流結(jié)構(gòu)和云水分布模擬的影響 [J]. 熱帶氣象學報, 2018,34(1):115-132.

Han F R, Miao J F, Wang Y H. Impact of radiation parameterization of topographic effects on sea breeze circulation and cloud water pattern over the hainan island [J]. Journal of tropical meteorology, 2018,34(1): 115-132.

[30] 黃梅麗,蘇 志,周紹毅.廣西海陸風的地面氣候特征分析 [J]. 廣西氣象, 2005,26(2):21-22.

Huang M L, Su Z, Zhou S Y. Analysis of surface climate characteristics of sea and land breezes in Guangxi [J]. Journal of guangxi meteorology, 2005,26(2):21-22.

[31] 王祖爐,陳彬彬,吳幸毓,等.福建寧德沿海海陸風觀測結(jié)果及特征分析 [J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2009,37(20):9572-9574,9614.

Wang Z L, Chen B B, Wu X Y, et al. Observation results and characteristic analysis of the sea-land breeze over ningde coastal region in Fujian [J]. Journal of Anhui agriculture science, 2009,37(20): 9572-9574,9614.

Mechanism of the variable γ radiation air absorbed dose rate in the atmosphere.

LIN Wu-hui1,2*, WANG Shi-yue1, HUANG Ya-ping3, HE Xian-wen4, HUANG Jin-xiu1, YAN Jin-pei5

(1.School of Marine Sciences, Guangxi University, Nanning 530004, China；2.Guangxi Key Laboratory on the Study of Coral Reefs in the South China Sea, Guangxi University, Nanning 530004, China；3.Fujian Environmental Radiation Supervision Station, Fuzhou 350012, China；4.Radiation Environment Supervision and Management Station of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530222, China；5.Key Laboratory of Global Change and Marine-Atmospheric Chemistry, Third Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Xiamen 361005, China)., 2022,42(3)：1097～1103

In this study, the high-frequency and long-term continuous monitoring data of the γ radiation air absorbed dose rate nearby the three nuclear power plants in Guangxi (Fangchenggang City) and Fujian (Fuqing City and Ningde City) Province was comprehensively discussed from the perspective of different time scales to explore the variable characteristics and regulation mechanism of the γ radiation air absorbed dose rate. At the interannual scale, the γ radiation air absorbed dose rate had a reverse relationship with solar activity on the basis of long term monitoring at Yushandao station in Ningde City from 2014 to 2020. At the seasonal scale, the East Asian monsoon dominantly contributed to the seasonal characteristics of low in summer and high in winter for the γ radiation air absorbed dose rate. At the diurnal scale, tide significantly affected the diurnal fluctuations of the γ radiation air absorbed dose rate. At the hour scale, rainfall event would remove the radon progenies of214Pb and214Bi from the atmosphere to the surface soil, leading to a sudden increase in the γ radiation air absorbed dose rate.

nuclear power plant；γ radiation air absorbed dose rate；East Asia monsoon；rainfall event；solar activity；tide

X591

A

1000-6923(2022)03-1097-07

林武輝(1987-),男,福建泉州人,博士,主要從事海洋和大氣中放射性核素測量、評價、示蹤應(yīng)用研究.發(fā)表論文30余篇.

2021-08-16

國家自然科學基金資助項目(41906043);廣西自然科學基金資助項目(2019GXNSFAA185006,2021GXNSFAA220053);自然資源部海洋大氣化學與全球變化重點實驗室開放基金資助項目(GCMAC2005);大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(202110593024)

*責任作者, 副教授, linwuhui8@163.com