中国西南典型地区酸雨形成过程研究

本文根据云水和雨水化学特性的观测和雨水酸化模式的模拟计算，研究了中国西南地区酸雨的形成过程。结果表明:在重庆和贵阳等重污染城市，云下过程对雨水的酸化起主要作用，在污染较轻的中小城镇和乡村地区，雨水酸度主要决定于云内过程。 但是云下过程对雨水中的主要酸碱离子浓度都有不可忽视的明显影响。雨水的酸化主要是由于SO2与H2O2和O3的氧化，气溶胶起较弱的缓冲碱化作用。在重庆和贵阳等地，当地SO2浓度已高达饱和，其值增减50％，都不会对该地雨水酸度有明显影响，起控制作用的是氧化剂浓度。     

我国西南地区云水化学的某些基本特征

本文介绍了1989年9—10月份在成都、重庆和贵阳地区进行的一次酸雨综合观测中得到的以这些地区为代表的西南地区云水化学的一些基本特征.结果说明,该地区云水已酸化.从云水酸度和化学组分时空分布规律及其变化,云水和雨水化学组分对比分析表明,该地区云下过程对雨水酸化起重要作用.     

不同天气系统下我国云雨水化学特征的研究

根据1985－1993年我国10个省市飞机观测的云水化学资料，分析了不同天气系统对我国云、雨水化学特征的影响。平均而言，我国北方地区云水不酸，南方地区云水酸。降水天气系统对云化学组分有一定的影响。北方地区受蒙古低涡影响时，云水中Ca^2 明显增多，表现了沙尘污染的特征；南方地区静止锋降水时，云水酸，离子浓度也高。     

重庆地区云水和雨水酸度及其化学组分的观测分析

本文介绍了1985年9—10月份重庆地区云水和雨水酸度及其化学组分的观测分析结果。结果表明:虽然该地区的雨水比较酸,但空中云水却不酸;市区的雨水酸度略高于郊区。通过降水的化学组分分析,认为重庆地区严重的酸雨,主要是云下(或近地面)酸化过程形成的。     

上海地区云水和雨水酸度及化学组分分析

1986年6月中旬至7月上旬,中国科学院大气物理研究所与上海环保所和上海气象研究所合作对上海地区的雨水和云水进行了综合观测。结果表明:上海市区雨水酸度大于郊区雨水的酸度;该地区市区、郊区以及云水的SO_4=/NO_3~-当量浓度比分别为9.9、14.2和5.8;上海地区的酸雨形成既有云下“冲刷”过程,又有云中“雨洗”过程;酸性物质的来源既有局地源,又有长距离输送源。     

广州酸雨现状及影响因素分析

通过对广州1992—2008年酸雨资料的统计分析表明,广州酸雨年变化明显,17年的年平均pH值为4.05,酸雨年均pH值最低达3.41,最高达4.53;17年的酸雨年均发生频率为86.9%,最低为71.8%,最高为98.6%;酸雨季节变化明显:春季pH值最低,夏季pH值最高;酸雨月平均pH值变化幅度大:pH值最低出现在2月,最高在12月。通过对广州雨水离子组分和污染物浓度分析表明,影响广州雨水酸度的主要离子为: 、Cl-、Ca2+、 和 ,主要大气污染物为SO2和NOx。广州酸雨形成机制不仅与污染源有关,还与污染物在迁移扩散过程的天气系统和边界层气象特征有关。      

新疆乌鲁木齐地区冬季降水与云水酸度及其化学成分的初步观测分析

分析了乌鲁木齐地区冬季降雪和云水的pH值与化学成分。降雪pH值平均为5.7。云水pH值为4.0左右，与采集云水同时段观测的地面降雪pH值为6.0。气团内部生成的低云云水的离子浓度比系统性降水云高约两个量级。初步分析结果表明，雪增长的微物理过程和雪粒下降过程中所捕集的大气气溶胶粒子特性可能对降雪雪水酸度有重要影响。     

1991～2004年不同环流背景下南宁市降水化学成分变化特征的研究

利用1991～2004年广西南宁市降水化学成分资料，结合NCEP／NCAR再分析资料，分析了不同大气环流背景下南宁市降水化学成分的变化特征。结果表明，南宁市的酸雨属硫酸型，酸雨的形成与大气环流密切相关，影响南宁市酸雨的大气环流主要是高空槽锋面，其次是高压后部和热带气旋，受高空槽锋面特别是东路冷空气影响时，出现酸雨的频率最高，pH值最小，雨水中SO4^2-明显增多，热带气旋降水时，雨水酸度最轻，离子浓度甚至比高空槽锋面影响低2～3倍。     

上海地区酸雨观测实验

1986年6—7月在上海地区进行了酸雨综合观测试验。本文从所得资料分析讨论了有关SO_2浓度、云水pH值与化学组分的垂直分布。地面雨水pH位和化学组分及气溶胶粒子的谱分布等。并探讨了上海地区酸性降雨的来源及成因。     

上海地区雨水酸度与天气背景的关系

1981—1983年在上海地区11个观测站进行了雨水pH值观测,取到资料2448份.从资料分析得到:(1)雨水pH值与天气背景有关,静止锋天气影响时,酸雨出现几率达44.5％,雨水较酸;暖锋天气时,酸雨出现几率仅9％.(2)台风、高压边缘天气影响下,酸雨的形成主要是受局地污染源的影响;但静止锋、冷锋、低压系统天气时,酸雨的形成不仅受局地污染源的影响,而且还可能受随气流输送来的外来污染物的影响.     

北京地区酸雨特征及影响因素

利用2003—2008年北京地区3个酸雨观测站(北京市观象台、昌平站、上甸子站)的酸雨观测资料并结合探空及大气成分资料,分析了近年来北京地区的酸雨变化特征,研究了不同气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明:2003—2008年降水平均pH值均小于5.6,且近6年来,降水pH值呈波动下降的趋势。北京地区夏、秋两季降水平均pH值及K值较春、冬季节低;pH值及K值随降水量的增大呈下降趋势,而强酸雨频率则随降水量的增大呈上升趋势;在偏南气流影响下,降水酸度增强且酸沉降量大,酸雨污染严重;当连续发生逆温状况时,酸雨出现频率增大;大气污染物SO_2,NO_2,PM_(2.5)的浓度与降水pH值成负相关关系,说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

Deficit of particulate chlorine and the nonacid rain in Beijing

The acidity of precipitation in both clean and polluted areas was calculated for atmospheric CO2 and SO2 in equilibrium with water. pH values of 5 and 4.5 were obtained. In Beijing the pH value is increased due to paniculate chlorine reactivity and rainout of CaO in the atmosphere. The increase of pH value is related to liquid water content in cloud and the elemental concentrations of paniculate Cl and Ca in the atmosphere. This mechanism may help to explain the nonacid rain observed in Beijing where the air pollution problem is serious, as viewed by SO2 concentration and paniculate burden in the atmosphere.     

积层混合云结构和云微物理的数值模拟

对三维非静力中尺度模式ARPS的云微物理方案进行了改进,利用改进后的模式模拟了华北地区的积层混合云降水个例,通过对模拟结果的分析并结合实况资料研究了积层混合云的降水特征、云物理结构特征和微物理过程。结果表明,积层混合云降水分布不均匀,雨区中存在多个强降水中心,云系中微物理量在水平和垂直方向上分布都不均匀,积云中的垂直液态水积分含量大大高于层云中含量,此次降水冰相过程占主导地位,霰的融化是最主要的雨生成项。     

Cloud/Fog Water Chemistry at a High Elevation Site in South Korea

Cloud/fog water samples were collected at Daekwanreung (840 m msl), a ridge site, in South Korea, from March 2002 to September 2003, by using a Caltech type, self fabricated active strand cloud water collector. The pH, electrical conductivity and major ion concentrations were analyzed. The cloud water pH ranged from 3.6 to 6.8 with an average of 5.2, which was close to the atmospheric neutral point. However, the pH calculated from average concentrations of H+ was 4.7, indicating the cloud/fog water was weakly acidified. SO₄ ²⁻, NO₃ ⁻ and NH₄ ⁺ are predominant ions of which average concentrations were 203.1, 128.1, and 211.7 μeq⋅L⁻¹, respectively. Samples were categorized into four groups by applying 48-hour back trajectory analysis, using the HYbrid Single-Particle Largrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model. Chemical compositions for the four cases significantly differed from each other. For air masses transported from the East Sea (group E), sea salt concentrations, including Na⁺, Cl⁻ Mg²⁺, were relatively high. Principal acidifying pollutants, such as NO₃ ⁻ and nss-SO₄ ²⁻, significantly increased in the case of air masses transported from the Northeast Asian continent through North Korea (group N) and air masses from the Seoul metropolitan area (group W). However, the mean pH of group N was the highest while the mean pH of group W was the lowest. This suggests that most NO₃ ⁻ and nss-SO₄ ²⁻ in cloud/fog water was neutralized by ammonia and calcium compounds under the influence of air masses transported from Northeast Asia. N/S ratio for the group W was significantly higher than those for the other three groups, suggesting nitrogen species transported from the Seoul metropolitan area contributed to acidification of cloud/fog water at Daekwanreung. Principle Component analysis (PCA) was applied to the cloud/fog water data for presenting characteristics in the four different categories.     

云水酸化数值模式计算

假定形成在硫酸、硫酸盐和硝酸盐核上的云滴,溶解酸、碱性气体在很短时间达到气—液平衡,进行了云水酸度的数值模式计算。计算结果表明,云水酸化不仅与云空气中酸、碱性气体和气溶胶粒子组分的初始浓度有关,而且还与云含水量有关。     

辽宁农村代表区域降水离子组成及与气态污染物相关性

对辽宁农村代表区域站点——辽中县马龙村观测站2007年2月至2008年1月酸雨、气态污染物浓度观测资料进行了研究。结果表明：辽中站降水的化学组成阴离子主要为SO4^2-和NO3-阳离子主要为NH4和Ca2＋,SO4^2-／NO3-比值为2．9．Na＋／Cl-比值较大,大于1。各种离子浓度冬春季高,夏秋季较低,表明研究区域降水酸化与污染关系不显著。实测的9种主要阴离子、阳离子总浓度比（∑阴离子／∑阳离子）与降水pH值相关性不高,表明目前酸雨研究观测的主要9种阴阳离子不能完全包括降水中的离子组成。降水酸性与近地面污染气体浓度相关各异,pH与NOx、CO、NO2和O3浓度有较明显的负相关,与SO2浓度负相关不明显;降水pH值与颗粒物等碱性污染物浓度正相关明显。降水中主要致酸离子SO4^2-和NO3-的浓度与相应酸性气体污染物SO2和NOx近地面浓度的相关不明显。     

太湖沿岸湿沉降的化学特性及水体酸化的趋势

通过对太湖沿岸湿沉降的实际监测，运用统计学方法研究了太湖沿岸3个测点自2002年7月至2003年6月大气降水pH值和化学离子组成，并结合文献和太湖水体的常规观测资料，分析了太湖流域大气降水酸化的趋势及地表水酸化的状况。结果表明：太湖地区的酸雨比较严重，沿岸酸沉降具有普遍现象；大气降水中主要阴离子是SO4^2-，约占全部测定阴离子的48％。Ca^2＋是主要的阳离子，约占全部阳离子的37％；太湖酸雨频率及酸雨强度近20a来有增强的趋势，但水体pH变化不大，水体有轻微酸化的迹象。     

应用LAPS资料分析安徽沿淮一次短时暴雨特征

利用LAPS系统融合分析资料对安徽沿淮一次短时暴雨过程进行中尺度天气分析,探讨降水过程成因机制及天气结构特点,同时验证LAPS分析资料的实用性。结果表明：过程主要影响系统为中尺度气旋式涡旋,其向安徽北部沿淮地区移动为暴雨的发生、发展提供了触发机制。雷达降水回波主要出现在850hPa中尺度涡旋南侧以及700hPa槽前西南气流辐合上升运动过程中,持续的低空急流及其带来的水汽共同为暴雨过程提供了水汽条件和动力机制。比较雷达回波发展和云中液态水含量演变发现,云中液态水含量极大值区多出现在雷达回波单体的新生区域,借助于LAPS云中液态水含量分布结果对预测雷迭回波发展趋势及降水分布有借鉴作用。     

华东地区夏季云微物理结构的飞机观测分析

利用飞机搭载云粒子探头对2014年8月12-28日华东地区云的空间分布特征进行了探测,分析了云的垂直结构和水平分布特征,结合同时探测的气溶胶数据,探讨了云与气溶胶的相互作用关系。探测结果表明,安徽地区层状云云滴平均数浓度在24~297 cm^-3,液态含水量在0.04~0.13 g·m^-3,云滴数浓度随云底高度升高而减小,云滴粒径则随云底升高而增大。层积云(Sc)和雨层云(Ns)的云滴数浓度在云底最高,随高度上升浓度下降,液态含水量在云中部最高,云顶和云底处较低,高层云(As)云滴数浓度和液态含水量峰值均出现在云中上部。云的水平分布不均匀,云粒子双峰分布区域对应液态含水量高值区。Ns对气溶胶清除作用明显,清除方式以活化清除为主、碰并清除为辅。