气溶胶粒子的降水清除

讨论了雨滴在云下对气溶胶粒子的清除,考虑了气溶胶粒子和雨滴之间的碰并系数,雨滴谱以及气溶胶粒子谱对清除系数的影响。在０１＜ ｒ＜ １０ μｍ 范围内,利用不同的碰并系数表达式算得的降雨对该区间内气溶胶粒子的清除系数相差很大,但对总质量清除系数影响不大;雨滴谱的改变对总质量清除系数有很大影响;不同的气溶胶粒子谱对总质量清除也有一定影响。雨滴谱用Ｍａｒｓｈａｌｌ－ Ｐａｌｍ ｅｒ 分布;气溶胶粒子谱用Ｊｕｎｇｅ 分布ｎ（ｒ）＝ ａｒｂ 算得清除系数与雨强关系为Λ＝ ０５１Ｉ０７８,而气溶胶粒子谱改用三参数分布（ｒ）＝ ａｒｂｅ－ ｃｒ得到清除系数与雨强的关系为Λ＝ ０２５Ｉ０７７。     

Characteristics of the Acid Rain Variation in China During 1993-2006 and Associated Causes

The acid rain observation network of China Meteorological Administration was established in 1989 with 22 stations.From 1993 to 2005,more than 80 stations were included and maintained in the network.In 2006-2007,the number of stations in the network went up to 294.In consideration of the data continuity,data used in this paper are the 14-yr observations of the 80 stations from 1993 to 2006.Based on the 14-yr observation of acid rain,analysis shows that the acid rain in China dominates in the vast regions south of the Yangtze River.Limited presence of acid rain is observed in the northern part of China.The 14-yr acid rain data reveal an expanding tendency for acid rain area,with the north of China being a growing zone,and the South China remaining virtually unchanged.The most severely polluted zone of acid rain gradually moves from Southwest China to Central China and the middle part of South China.With regard to the acid intensity of rain,the period of 1993-1998 bears the highest acid intensity; the period of 1999-2002 shows a bit weakening intensity; and in the period of 2003 2006,the acid intensity of rain increases again,basically up to the average acidity of the period of 1993-1998 by the end of 2006.In addition,rain acidity in the north of China increases markedly.As to the causes of the acid rain situation in China,this paper examined the sulfur dioxide emissions as well as the rainwater chemicals monitoring data.     

2007年中国区域性酸雨的若干特征

 基于中国气象局1993-2007年的酸雨观测站资料, 着重分析了2007年中国区域酸雨的特征,并和近十几年来我国区域酸雨的变化特点进行对比。与过去十几年相比,2007年全国区域酸雨的特点如下：1) 我国位于长江以南的酸雨区范围基本保持不变,但南方部分站点的酸雨强度达近十几年来的最高值;2) 我国北方尤其是华北部分地区的降水酸化明显,部分省市站点的酸雨频率和强酸雨频率达近15 a来的最高值;3) 2003-2007年,全国年均酸雨日数和酸雨量与总降水量的比值逐年上升,且增幅较为明显。2007年全国平均酸雨日数为1993年有系统观测数据以来的最高值。     

1992—2010年泰山地区酸雨变化特征及其趋势分析

本文根据1992-2010年泰山气象站和2007-2010年泰安气象站的酸雨观测资料,统计分析泰山地区的酸雨变化特征以及长期变化趋势,并对两站的酸雨数据作对比分析.结果表明泰山站的年均pH值变化范围为4.31～6.47,除了1999和2001年外,其余年份均低于5.60.泰山站的降水年均pH值的变化分两个阶段:1992-1999年泰山站降水年均pH值年呈波动变化,变化趋势并不显著;2000-2010年泰山降水pH值呈稳定降低的变化趋势,年变化率为-0.15 a-1.泰山站的多年月均pH值变化范围为4.50～5.02,3和7月的月均pH值较高,8和9月的月均值较低,季节变化不规则.泰安站多年月均pH值呈现与泰山站相似的季节变化特点.与国内高山站的酸雨观测结果比较,泰山站的降水酸性仅次于广东大瑶山,与西南地区高山站降水的酸性相当,明显高于西北地区高山站.统计比较2007-2010年两站的酸雨数据,结果显示泰安站降水pH值和NHC的平均值均高于泰山站.计算两站同时有降水时且降水开始时间间隔小于2h降水事件的△pH和△NHC,结果表明大多数为正值,这显示出边界层内气溶胶等污染物的云下清除对降水的贡献可能是形成这种差异的主要原因.     

大气气溶胶的酸化与相对湿度的关系及其对酸雨形成的贡献

从大气气溶胶的微物理结构出发,研究了气溶胶表层膜受大气相对湿度(Hr)的影响发生S(+4)氧化成为硫酸的过程,同时给出了不同湿度条件下污染大气中气溶胶粒子酸化作用的理论分析结果.研究分析表明,气溶胶颗粒表面的水份含量对于成功的氧化过程是一个必不可少的条件.由于周围环境大气相对湿度能够极大地改变气溶胶粒子的水份含量,因而,它也能对气溶胶粒子酸化作用的程度产生影响.研究发现,对于吸湿性气溶胶,在相同的条件下,Hr≤30%的干粒子和Hr≥70%的湿粒子都会经历不同程度的酸化.     

太原酸雨特征分析

本文利用太原市的1993年-2003年的酸雨观测资料，计算了近十年的酸雨率、酸雨PH年平均值等反应酸雨强度的参数，分析了酸雨强度的变化；统计并绘制了酸雨季节分布图，描述酸雨特征并分析了造成酸雨降水的原因。结果表明太原市近十年来酸雨率呈曲折式上升趋势，酸雨强度有小幅度的季节变化，特别是近几年酸雨率及强度呈直线上升趋势，酸雨对太原市将造成一定的危害。     

2008年初我国南方冻雨雪天气环流及垂直结构分析

利用美国国家环境预报中心NCEP 1971_2000年1月及2008年1月的再分析值高度、 温度和风的气候平均场, 以及国家气象中心要素库中的2008年1月8日～2月6日08：00～08：00 24 h降水和冻雨实况等实测资料, 对2008年初我国南方的持续冰冻过程的异常成因做了分析。结果表明, 在稳定的高空环流形势下, 来自极地的冷空气和来自南支槽前暖湿气流及东海、 南海的偏东气流交绥于我国大陆东南部, 加之稳定的滇黔静止锋、 华南静止锋和近地面冷高压前东北冷平流, 多因素综合导致了这场罕见持续冰冻天气; 冻雨出现在冷暖空气交界的锋区附近, 偏在能量锋区低值一侧。对流层中低层为西南暖湿气流, 强逆温层是冻雨天气突出的垂直特征, 贵州西部以没有融化层的“单层结构”为主, 贵州中部“单层结构”和“二层结构”均存在; 湖南省西部冻雨垂直结构表现为“单层结构”和“二层结构”, 以“二层结构”居多, 东南部郴州的冻雨垂直结构主要为“三层结构”和“二层结构”。逆温层之下湿度很大, 逆温层之上湿度迅速减小, 干, 暖空气有利于稳定层结, 抑制低层湿空气向上扩散, 对南方阴雨天气和冻雨天气的维持起了不可忽视的作用。     

临安地区强酸雨的特点

本文对1985年至1994年监测的强酸雨资料进行研究和分析，并与一般酸雨进行对比。结果表明，本地的一般酸雨出现较为频繁；强酸雨出现增多；四季中强酸雨频率各不相同，秋季最高，夏季最低；强酸雨的酸沉降量正在逐年增加；强酸雨的电导率较高，电导率和pH间呈现高度显著的负相关；强酸雨的降水量一般较小，并与pH间显现非常显著的正相关；强酸雨中各离子浓度均高于一般酸雨。     

当前国内酸雨研究进展

回顾了我国在酸雨研究方面所获得的成果,包括酸雨的时空分布特征、影响因素、生态影响模拟以及控制对策等4个方面的内容。大量的研究表明,近些年来酸雨污染的范围有所增加、程度有所加重。酸雨的形成是多种自然和人为因素共同作用的结果,与特定的气象条件、天气类型和大气环流等有密切的关系。针对酸雨污染有所加重的趋势,必须采取有效的控制对策。     

京津地区酸雨变化特征及趋势分析

利用京津地区三个国家级酸雨观测站(北京昌平、上甸子和天津站)1993-2006年的酸雨资料,研究了京津地区酸雨空间分布及其季节特征,并利用M-K统计分析方法研究了其变化趋势.结果表明:京津地区的大气降水pH值有明显的季节变化特征,三个站点在冬季、春季和初夏基本一致,酸雨频率秋冬高,而春季和初夏低.但三个站点的大气降水、pH值和酸雨频率变化趋势差异显著.其中天津站在1990年代初较为严重,但14年间天津站酸雨状况有改善的趋势.昌平站降水pH值的M-K统计量为-3.17,说明1993-2006年昌平站降水酸化趋势显著,并通过了95%的置信度显著性检验.上甸子站代表了京津的郊区,2002年以前酸雨状况有所改善,2002年以后酸雨状况日趋严重.     

洞庭湖滨湖酸雨特征及气象影响因子

利用20072016年酸雨和同期气象资料及气溶胶数据,对洞庭湖滨湖酸雨特征及气象条件的关系进行分析,结果发现:20072016年年降水pH值为4.03~4.70,且呈显著增加的趋势,酸雨的强度明显减弱。降水的酸性强度显著减弱主要表现在春季和秋季降水。3月、10月酸雨最强,6月、7月最轻。酸雨出现频率为84%,其中弱酸雨、强酸雨、特强酸雨出现频率分别为40%、25%、19%。酸雨频率变化不显著,但弱酸雨频率显著增加而特强酸雨频率显著减少。酸雨的强度不随降水量级的变化而变化。随着降水持续天数的增加,降水的酸性强度明显加强。水样温度升高,降水的酸性强度明显减弱。风速越大,降水的酸性强度越强。风向频率较大的偏北风降水的酸性强度较强,而风向频率较小的偏南风降水的酸性强度较弱。大气气溶胶对降水的酸性强度有明显的增强作用。城市工业布局、大气污染物输送方向均与酸雨观测日主导风向一致,导致降水的酸性强度加强。     

2008年1月我国南方冻雨过程的热力异常及其形成原因

利用中国604个地面台站的气象观测资料和NCEP 2.5°×2.5°再分析各等压面温度和环流场资料,从地面和大气垂直热力结构配置及其气候异常的角度出发,诊断分析了2008年1月我国南方雨雪冰冻过程的形成。结果表明,冻雨受灾的核心区域约为108°～113°E和25°～28°N范围,在该区域内2008年1月平均地面气温〈0...     

西南地区酸雨时空分布特征研究

利用中国气象局酸雨观测网西南地区四川、重庆、贵州、昆明、西藏五省、市、自治区17个酸雨观测站1993~2004年的观测资料,研究了西南地区降水pH值、酸雨频率及降水电导率时空分布特征。分析结果表明,红原、拉萨、甘孜极少出现酸雨;重庆酸雨频率最高,遵义降水pH均值最小,降水酸性较强;酸雨年际变化有降低趋势;酸雨强度及频率存在明显的月际变化,变化接近U型分布,并且与降水量成正相关。西南地区的酸雨污染仍很严重。     

重庆市酸雨分布特征

用重庆市35个站高密度降水pH值监测资料,分析了重庆市最近3年降水pH值的时空分布特征.结果表明,重庆市大部分地区都存在酸雨现象,局部地区很严重.近3年来绝大部分地区的pH值都低于4.5,整个重庆市降水平均pH值为4.07.其中西部和东南部为低值区域,中部和东北部为高值区域.重庆市较强酸雨以上强度的降水出现频率较高.整个重庆地区酸雨频率为84.05%,较强酸雨频率为27.42%,强酸雨频率为26.23%;重庆主城区酸雨频率为95.42%.较强酸雨频率为39.54%,强酸雨频率为23.86%.重庆市各季节中秋、冬季出现强酸雨的频率高于春、夏季.重庆市各区域各季节的降水pH平均值均低于4.5.其中西部和东南部大部分时段的pH值都低于4.0.各区域降水pH值还存在着季节变化,秋、冬季的pH值普遍低于春、夏季的pH值.     

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。     

兰州市区酸雨及其生成机制

通过对１９９２ ～１９９４ 年１７９ 个降水过程的ｐ Ｈ 值分析发现,这３ 年期间兰州市区共出现了２１次酸雨,且酸雨出现次数占降水总次数的１１ ．７ ％ ;兰州市区酸雨主要发生在夏半年;兰州酸雨的形成与市区空气中高 Ｓ Ｏ２ 和 Ｎ Ｏ Ｘ 源密切相关。     

2006—2013年四川酸雨变化特征分析

根据四川省气象部门所属6个酸雨观测站2006—2013年的资料,研究了四川省酸雨的时空变化特征。结果表明:6个酸雨观测站多年降水p H均值除成都属较强酸性外,其余5站多年p H均值都属弱酸性。成都多年酸雨出现频率最高,达到61.5%;安岳多年酸雨出现频率最低,仅为26.6%。安岳K值(电导率)多年平均值最高,达到82.9μs/cm;峨眉山K值多年平均值最低,仅为21.9μs/cm。四川近8 a降水p H平均值为4.74,2008—2010年为第一阶段,2011—2013年为第二阶段,总体看两个阶段年均p H值呈阶梯式上升,到2013年四川省酸雨p H值已上升至5.30,酸性降水出现频率已下降至35.2%,K值降至44.9μs/cm。由于四川春季平均风速较秋季偏高,更利于污染物扩散,故月均p H值变化呈现夏季的春季的秋季的冬季的季节变化特征。月均K值则为冬季的春季的秋季的夏季的,这是因为冬季、春季空气中排放的SO2、NOx和可溶性离子型化合物较多,在降雨较少的情况下增加了雨水的酸度,增强了可溶性离子型化合物的离子化,导致了电导率的增加。酸雨酸性强度呈两头小中间大,降水主要呈弱酸性,强酸性降水无明显季节性特征,累计降水量与强酸性降水也无明显联系。     

南宁市酸雨特征及来源分析

通过对酸雨观测资料和污染源资料的统计分析，并利用拉格朗日烟团模式计算表明，南宁市酸雨的频率较高，pH值较小；南宁市酸雨的来源构成以外来源为主。运用天气学诊断方法，对气象要素影响酸雨来源进行了分析，结果表明，南宁市酸雨主要受东北方污染源影响，且冬春两季的影响最大，风频及逆温对酸雨的影响较大。在上述分析的基础上，总结出近两年大气环流影响酸雨的几种类型，其中以高空槽锋面型为最多，酸雨影响程度也最严重。     

气象因子对杭州市区酸雨的影响

利用1996-2010年杭州市区酸雨及环境气象因子观测资料,分析了近15年来气象因子对杭州市区酸雨的影响.结果表明:强降水下的酸雨出现频率较低,而pH低值多出现在连续阴雨的天气;北风及偏北风下的降水pH均值较低,西偏南风下降水pH均值较高;在高压底部型天气下降水pH均值最低(4.51),同时酸雨出现频率高达85.3％;而雷雨天气下pH均值最高(5.11),酸雨出现频率最低(66.5％).由此可知在不同的天气类型下,污染物扩散、稀释和湿沉降情况不同,可能是导致酸雨污染程度不同的主要原因之一.     

全国酸雨观测网未知水样考核结果的统计分析

应用客观统计方法,整理分析了1992年以来全国酸雨观测站网的11次pH未知水样和2次电导率未知水样的考核结果。分析显示,采用稀释和pH调制的标准缓冲溶液作为pH未知水样,其测量偏差随pH标准值的变化不显著,历年的测量标准差均小于0.2pH单位。pH未知水样测量偏差的波动状况指示出观测台站仪器和人员的技术状态变化,对仪器更新、人员培训以及新业务规范的执行等业务建设和质量管理活动有显著的正面响应。对pH未知水样测量偏差的统计还显示,2001年后pH平均测量偏差出现负偏态分布特征,该特征在总体偏差较大时尤为明显,说明部分技术状态不良的台站往往容易出现较大的系统性负偏差。根据考核结果,按照世界气象组织(WMO)推荐的方法,计算除1992年外各次考核的pH值测量的修正绝对中值偏差为0.03～0.10pH单位,1992年和2006年电导率测量的修正绝对中值偏差为4%～5%。修正绝对中值偏差的逐年波动情况反映了全国酸雨观测网pH测量的总体偏差也明显地受台站技术状态波动的影响。