中国区域空气污染本底站的降水化学特征

分析了3个代表不同背景特征的WMO（世界气象组织）区域本底空气污染站黑龙江五常县龙凤山本底站，北京密云县古北口上甸子本底站和浙江临安本底站的降水化学特征。分析内容为降水的pH值和SO₄2-、NO₃-、Cl-、F-、NH₄+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+诸离子的浓度。结果表明，降水pH值和SO₄2-、NO₃-、NH₄+、Ca2+具有年际变化和年变化的特征，但其变化趋势各站及各要素不尽一致。离子Cl-、F-、K+、Na+、Mg2+浓度偏低，变化不明显。就多年平均而言，临安站的pH值为3站最低，SO₄2-为最高。上甸子除了SO₄2-浓度次于临安外，其余所有离子浓度均为3站之首，而且pH值也为3站最高。龙凤山除了降水中的Ca2+、Mg2+离子浓度略高于临安外，其它各离子的浓度是3站中最低，pH值在3站中的位置居中。降水化学特征演变趋势为:3个站的降水皆呈酸性，其中临安最严重，龙凤山其次，上甸子相对轻一些，但其酸化的速率为3站之首。     

南京市降水化学特征及其来源研究

为了解南京江北地区降水化学特征,分析了2011年3—6月共25个降水日的109个降水样品中的主要水溶性离子,并利用后向轨迹模式探讨了降水气团来源.结果表明:1)南京地区3—6月降水主要受南、北2种气团影响,北方气团降水的主要离子浓度高于南方气团降水.2)海盐示踪法和相关性分析显示,降水中NO₃^-和SO₄^2-主要来自燃煤、工业排放和汽车尾气;Ca²⁺主要来自地壳源;Cl^-主要来自海洋;海洋源和陆源对Mg²⁺和K⁺都有贡献,Mg²⁺的陆源贡献大于海洋源贡献,K⁺受海洋源的影响程度要低于Mg²⁺.3)南、北气团初期降水的各离子浓度高于总降水的各离子浓度,且初期降水的主要离子的富集系数高于总降水.这说明在降水初始阶段,雨水对南京大气中污染物(气态污染物和颗粒物)的云下冲刷去除作用较强,降水的离子浓度最高,局地源对降水离子的贡献较明显.     

上海梅雨季节云水和雨水的化学组分分析

1986年6—7月梅雨季节在上海进行了云水和地面雨水的pH值测量和化学组分分析，结果表明:上海酸雨属于硫酸型酸雨；雨水酸度与其化学组分有关，pH≥6的云、雨水中含有大量的Ca2+离子浓度，而pH＜5的云、雨水中有大量的SO2-4离子浓度；As雨水的酸化以云下冲刷过程为主；Ns雨水的酸度可能主要决定于云内雨除过程，NS云内云水的酸化过程，不仅受向上输送局地污染物的影响，而且受平流输送外来污染物的影响。     

庐山云雾水化学组分的某些特征

在庐山电视台采集的云雾水与同时段、同一地点采集的雨水相比,除Cl~-外各种离子浓度前者明显高些,pH值也较高。云雾水和地面同时段雨水相比较,云雾水中NO~-_3,SO~-_4,NH~+_4,Ca~(++),F~-及Mg~(++)等离子浓度也较高,但云雾水和雨水二者比值较小,云雾水的pH值也较高。云雾水中离子浓度和上风向污染源关系密切,其主要通过气溶胶的输送从而影响云雾水成份。有雨情况下云雾水中的离子浓度随时间推移而逐渐减少。     

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。     

广州春季锋面降水的物理化学特征

通过对一次典型华南春季锋面层状云降水的物理特征与化学性质的分层密集观测分析，认识到：（１）本次降水雨滴浓度不高，滴径较小，因而雨强较小；（２）雨水ｐＨ值较低，平均为４．７８；离子成分中以ＮＨ，ＳＯ，ＮＯ的含量最高，其次是Ｃｌ－与Ｎａ＋；（３）在贴地层内，雨水在下落过程中离子成分是增加的，ｐＨ值逐渐升高，增加最多的离子成份是ＮＨ；（４）在降水开始后雨水ｐＨ值起伏上升，而后持续下降，雨水中Ｃｌ－与Ｎａ＋关系密切。     

广州白云山风景区酸雨梯度分布

对1999年白云山风景区1~10月的降水pH 值、化学成分以及1月、6月大气低层的气溶胶进行了监测.分析结果表明(1)白云山3个测点降水的平均pH值最低为4.83,最高为5.29;酸雨频率最低58 %,最高91 %;强酸雨频率最低19 %,最高39 %.降水酸度和酸雨频率呈梯度变化,pH值随高度增高而减小,酸雨和强酸雨频率增加.(2)冬季近地层大气中偏碱性气溶胶在白云山的组成比较稳定,山上和山下测点气溶胶水溶性离子成分基本一致;而夏季山上、山下的成分有所不同,山上的SO42-比例明显增大.另外,尽管气溶胶中NO3-的含量极少,但降水中NO3-有明显的富集现象.(3)白云山降水离子成分中SO42-占阴离子的比例最大、NO3-次之;Ca2+占阳离子的比例最大、NH4+稍低.随高度上升SO42-和Ca2+在降水中的比例有所下降,而NO3-和NH4+比例明显增加,NO3-和NH4+对山上降水酸度的影响是相对增大的.(4)受附近公路交通的直接影响,白云山降水中的NO3-比例较大,NO3-/SO42-当量浓度比值平均达到0.4;NO3-对白云山降水酸度有较大的贡献,而且这一贡献随高度而增大.     

广州地区1994年6月洪涝期间降水的物理化学特征

受9403号强热带风暴登陆和锋面暴雨的影响,致使珠江下游出现百年一遇特大洪涝灾害,本文在此期间分析了在从化气象站密集观测的雨水成分与雨滴谱资料,结果表明:（1）雨滴谱型以多峰谱为主,极少出现无峰谱;（2） 雨水的pH值均比较低;（3）在雨水离子中以SO2-4和NH+4的浓度最高,雨水中被富集的主要是NO-3;（4）气溶胶水溶性离子成分中,SO2-4和Ca2+的浓度最高。     

广西6～8月分级降水的气候特征

利用广西87个站1977~2006年6~8月逐日降水资料,研究广西分级降水雨日、降雨量的时空分布特征及变化趋势。指出,广西6~8月小雨雨日最多,暴雨雨量最大。雨日和雨量的空间分布特点是:河谷地区少,山地地区多。广西30年来6~8月有效降水总雨日是不明显的增加趋势,总降雨量是明显的增加趋势,平均每年增加5.6mm。微雨雨日数是明显的减少趋势;大雨雨日和雨量是明显的增加趋势;暴雨雨日和降雨量都是显著的增加趋势,增加趋势最明显的是桂中南的平原地区。有效降水总降雨量的增加趋势主要是由于大雨、暴雨雨日的增加趋势引起的。     

珠三角地区闪电活动与大气化学污染的关系

研究了以广东省东莞站为代表的珠三角地区及作为对比的粤西遂溪站为代表的海边地区降水样品的化学成分与闪电活动间的关系,以及分析了珠三角地区污染源对降水化学成分的影响,通过进行相关分析,发现在珠三角地区,除了臭氧不明显外,空气中的二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物浓度(没有进入降水中)与闪电发生的次数都存在着显著的负相关关系。另外,还发现闪电降水具有十分明显的化学特征地区性差异,即相对其它地区,浓度较高的化学成分其闪电降水的化学浓度都要明显高于非闪电降水,而浓度较低的化学成分其闪电降水的化学浓度都低于非闪电降水,这进一步证明了pH值与雷电活动的关系并非主要由湿清除过程引起,而是与雷电活动有比较密切的关系。同时,通过进行相关分析发现,闪电活动与降水中某些离子浓度、降水的电导率及pH值间存在显著的相关关系,总的来说,闪电活动与当地的典型化学成分浓度有着显著的相关关系,例如闪电活动在海边地区与海盐性离子有显著的相关关系、在珠三角地区与主要由工业化和城市化环境所引起的各种离子有显著的相关关系。      

西藏昌都强降水的环流分型及其水汽轨迹分析

利用西藏自治区昌都市及周边18个气象观测站1989~2018年降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,首先进行强降水个例筛选,在大气环流分型的基础上,应用后向轨迹模型分析了暴雨和大雨在不同环流形势下的水汽输送轨迹。结果表明:昌都产生强降水的大气环流形势分为高原低涡、高原槽及高原切变线3种类型,其中以高原切变线型为主,而降水强度最大的是高原槽型。不同环流形势下暴雨发生时三个等压面的水汽轨迹方向基本一致,均以偏南气流为主,水汽来源相对集中,容易在短时间内造成强降水;而大雨发生时三个等压面的水汽轨迹多以偏南气流为主,与暴雨相比,水汽来源较为分散且水汽条件较差。夏季昌都的水汽来源主要以印度洋、孟加拉湾、阿拉伯海、南海为主,最远可以追溯到大西洋。      

Ammonium Variational Trends and the Ammonia Neutralization Effect on Acid Rain over East Asia

The distribution and variations of ammonium and the ammonia neutralization effect on acid rain were examined in East Asia during the period of 2000-05 using observed wet deposition data from the Acid Deposition Monitoring Network in East Asia (EANET). Observational trends show a high proportion of NH4+ in the total cations, with a six-year mean proportion of over 20% for continental and inland regions. The concentrations and deposition of NH4+ were higher in western China and Vietnam than in other regions. The annual variations in NH4+ concentration were smooth in most of the regions, except for southern China and Vietnam, where the NH4+ concentrations increased, and western China, where the NH4+ concentrations decreased. The neutralization factors (NFs) of NH4+ indicate that ammonia has a great neutralization capability toward acid rain, including for the regions with low NH4+ concentrations, such as Japan. The NFs were high in summer, with no obvious discrepancies between the northern and southern stations. However, the correlation coefficients between NH4+ concentrations and rain pH values imply that the ammonia neutralization effects on the pH values were distinct only at southern China and southern Japan stations. The neutralization of precipitation by ammonia was estimated by comparing the discrepancies between the observed pH values and the pH values calculated without ammonia consuming the H+ in NH4+. The results demonstrate that ammonia may increase annual mean pH values by 0.4-0.7 in southern China and by 0.15-0.25 in southern Japan.     

杭州地区酸雨分布特征及影响因素

利用2009年7月至2012年6月杭州地区7个观测站的酸雨资料并结合探空及大气成分资料,分析近3年来杭州地区的酸雨变化和分布特征,研究了气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明：杭州地区近3年降水平均pH值在437~523之间,酸雨污染空间上呈现“西重东轻”的格局,降水酸度和酸雨频率均呈现小幅波动且变化趋势不明显。酸雨污染总体上夏季最轻,秋冬季最严重,春季次之。降水量与pH值和电导率的关系各站不一,其中临安、淳安、建德和富阳等地的降水pH值与降水量成正比,杭州和桐庐相关变化关系不明显。萧山比较特殊,各地降水电导率与降水量均呈反比; 在850 hPa偏北风的输送影响下, 降水酸度及电导率较高;降水pH值与最低层逆温的高度成正比,与逆温的厚度成反比,强酸雨时在降水前半段均伴随较严重的灰霾天气,逆温对降水电导率的相关关系不是很明显; 污染物SO2、NO2、PM10、PM25的浓度与降水pH值呈负相关关系, 说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

1951—2017年冬季中国南方持续性冰冻雨雪事件的气候特征及其与环流异常的联系

采用1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明：1）中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显著的2～3 a周期变化,且1985年前后发生了突变,虽然近年来其强度呈显著减弱趋势,但仍然发生了多次强持续性冰冻雨雪事件;2）持续性冰冻雨雪事件在中国南方中西部发生频次高、持续日数长,在中国南方中东部则强度更大;3）中国南方37次强持续性冰冻雨雪事件可划分为华中型、华南型和西南型3类;4）3类持续性冰冻雨雪事件爆发日,欧亚大陆500 hPa位势高度异常呈现北高南低,蒙古高压显著偏强、中心南进,该配置有利于北方冷空气向南输送,且南支槽显著加深,水汽向北输送活跃。三者的不同之处在于蒙古高压强度及影响范围存在差异,其中西南型最强、范围最大、南伸显著,华南型次之;华中型、华南型的水汽输送受南支槽和副热带高压共同影响,而西南型的水汽输送仅受南支槽调控。     

中国的酸雨模拟及控制对策研究

本文以大气污染源、大气污染特征、降水化学特征和酸雨污染特征等方面论述了我国在气污染和酸雨污染属于“煤烟型”,并将我国的大气了环境状况与世界其它一些国家作了比较分析。进一步利用我们发展的南京大学酸沉降模式系统（ＮＪＵＡＤＭＳ）模拟了中国地区的ＳＯ２地面浓度和硫沉降分布,并与实际观测浆和亚洲酸雨模式（ＲＡＩＮＳ－ＡＳＬＡ）的计算结果作了比较。最后从能源结构和经济发展状况出发,论述了我国控制ＳＯ２污染和     

中国酸雨研究综述

回顾了我国开展酸雨研究以来所取得的各方面研究成果,主要包括酸雨的定义、空间分布特征、化学特征、影响酸雨pH值的因素、酸雨对生态社会的影响以及酸雨控制的对策和方法6个方面。研究表明,海洋降水pH值以4.8、内陆降水以5.0作为酸雨的界限更为合理;我国酸雨空间分布存在明显的地域差异,南方酸雨比北方严重,且以城市为中心分布;我国降水中总离子浓度很高,酸雨是典型的硫酸性酸雨,降水酸度与(SO42- NO3-)/(NH4 Ca2 )的浓度比值有着高度的正相关;酸雨的形成不仅仅取决于酸性物质的排放,还与酸性物质的迁移和扩散、土壤的性质、大气中的氨、大气颗粒物及其缓冲能力和气象条件有关;酸雨对生态系统、建筑物和人体健康都造成了严重危害,我国酸雨还有进一步加重的趋势,因此必须进一步加强和发展酸雨控制的对策和方法。     

北京冬季降水粒子谱及其下落速度的分布特征

为了深入探讨北京冬季云降水的微物理特征,提高雷达反演冬季固态降水的精度和冬季降水的预报水平,利用PARSIVEL（Particle Size and Velocity）降水粒子谱仪所观测的冬季降水粒子谱,结合地面显微镜粒子图像和云雷达数据,对比分析了北京海坨山地区冬季过冷雨滴、霰粒、雪花、混合态降水的粒子谱和下落速度特征,得到主要结论如下:（1）霰粒降水过程的云顶最高,整层的含水量最大,低层的退偏振比（LDR）最小,粒子更接近于球形;降雪过程的云顶最低,云中含水量最少,低层的退偏振比较大;混合态降水过程的雷达回波强度和高度特征介于两者之间,但低层的退偏振比最大;（2）在云中上升或下沉气流及湍流的影响下,过冷雨滴、霰粒和雪的下落速度均对称分布于各自理论下落末速度曲线的两侧。因此可根据粒子浓度相对于其直径和速度分布的中轴线位置,判断出该段降水过程中的主要粒子形态;（3）冬季雪花、霰粒和混合态降水粒子下落速度分布的散度较雨滴更大,其原因是由于冷云降水过程的粒子形态复杂,且固态粒子下落过程中更容易受破碎、聚并和凇附等微物理过程影响;（4）在4种降水类型中,雪的平均直径和离散度最大,雨滴最小;混合态降水粒子的总数浓度最大,雨滴的总数浓度最低,并且4种降水类型的粒子数浓度、平均直径和离散度均随降水强度的增大而增大。      

东北地区夏季不同等级降水变化特征及小雨雨量减少成因分析

利用1961～2017年我国东北地区96个站点逐日降水、相对湿度和气温等资料,运用趋势分析、Mann-Kendall突变检验等方法,分析了东北地区夏季小雨、中雨、大雨、暴雨的气候变化特征,并对东北地区小雨量减少进行了成因分析,得出主要结论如下:东北地区夏季总降水量与各量级降水频率和贡献率均呈显著的正相关,总降水量的多寡受大雨频率及贡献率的影响最为显著。小雨量和中雨量的减少是导致东北地区夏季总降水量减少的主要原因,暴雨量受暴雨贡献率增加影响呈增加趋势。小雨量和小雨贡献率在1993年前后出现了年代际突变,小雨贡献率的突变是造成小雨量年代际突变的内在因素。东北地区总降水量呈减少趋势的站点有72个;小雨量呈减少趋势的站点有85个,显著减少的站点数达到25个;中雨量呈减少趋势的站点有70个,显著减少的站点只有9个;大雨量呈增加与减少趋势的站点数相当;而暴雨量呈增加趋势的站点数大于减少的站点数。从云形成机制角度出发,分别讨论大气水汽、温度、气溶胶浓度变化对东北地区小雨量减少的影响。结果表明,在全球变暖背景下东北地区气温增加和气溶胶浓度增加是导致该地区小雨量减少的主要原因。     

北京两次特大暴雨过程观测对比

本文针对2012年("7·21")和2016年("7·20")北京两次特大暴雨过程,利用多源观测和再分析数据,结合多种分析方法,从多个角度,较为系统地对比揭示了两次特大暴雨过程的差异,结果指出:两次过程降水总量相近,但降水历时和小时雨强不同,"7·21"历时更短、雨势更强;两次过程主导天气系统和演变、对流系统演变以及局...