青岛酸雾的数值计算

沿海城市工业迅速发展所造成的酸雾问题已引起了国内外环保部门的高度重视,如美国加州南部沿岸多次出现酸雾的pH值在3.0以下,最低为1.63。青岛地区1983年观测到酸雾pH值为4.22-4.52,而我们在1991年6-7月份的观测表明,pH平均为3.84,最低(娄山化工厂)为1.7,酸度有显著增强的趋势。近几年来青岛市酸雨的pH值平均为4.42,最小为3.48,可以看出,酸雾的酸性远较酸雨为强。因此城市酸雾的研究更为重要和迫切。 海雾是山东半岛沿海城市的主要气候特点,青岛是海雾发生的中心,大雾年平均为61.2天,轻雾106.9天,每年4-7月为海雾盛行期。海雾总是发生在逆温层结的大气中,在稳定的逆温层下,低空所产生的污染物不容易扩散到高空,使得排放的大量污染物质聚集在低层,与雾水混合酸化形成酸雾。 夏季的海雾多为平流雾,青岛海雾季节平流雾占总雾出现率的70.9%-80.4%(王彬华,1983;赵永平等,1994),因此研究平流冷却雾的生成与发展,以及雾发生条件下的大气污染与雾水酸化是研究酸雾的主要内容。本文在考虑了湍流交换、平流传输、长波辐射冷却、重力沉降和化学转换等过程的基础上,建立了二维平流辐射雾物理化学模式,模拟了海雾的形成发展、登陆和酸化等物理化学过程,计算了夏季二氧化硫的扩散,研究了海雾发生后青岛市区酸雾的二维分布,其结果与实测数据基本一致。这对于研究酸雾的形成机理,了解酸雾的发生背景,预测酸雾的未来发展和科学地制定酸雾的防治对策具有理论研究意义和实用价值。

A NUMERICAL SIMULATION OF THE ACID FOG IN QINGDAO

Based on the hydrodynamics and chemical thermodynamics of acidic fogs,a two-dimensional physico-chemical numerical model of advection-radiation fog has been developed to investigate the formation and evolution of fog and the acidification process of fog water,and to estimate regional distribution of sulfur dioxide and PH of fog water in Qingdao in summer. Turbulence, advection, radiation, gravitational settling and SO2 (g) transformation are included in the model. The calculated results show good agreements with measured concentrations of fog and pH of fog water, and may be account for the presence of very acid fogs in Qingdao or along the Shandong coast and may be important for the understanding of acid rain.