深对流云对污染气体的垂直输送及其对云雨滴酸度的影响

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZZZZZ12345678
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
深对流云是大气质量垂直输送的主要载体,可以将含有各种污染物的大气在相对较短的时间内由对流层低层输送至对流层上层甚至平流层低层,影响区域及全球环境和气候。目前对对流输送作用的研究多集中于对痕量气体垂直分布特性的分析,且国内对此的研究还比较少,为此本文采用考虑详细微物理过程和化学气体传输过程的云模式模拟了2014年7月30日发生在南京西北部一次深对流过程,研究了深对流活动对大气化学成分的输送及再分布作用,确定了影响痕量气体垂直分布的主要过程,并探讨了酸性气体(如CO2、SO2)的输送下,不同尺度云滴和雨滴的酸度变化。主要结论如下:不可溶性气体的垂直分布与气流分布有关,其中近地层示踪气体(02.1 km)的向上输送对对流层上层的贡献与对流层中部示踪气体(2.14.5 km、4.57.5 km和7.510.8km)相当。可溶性气体的垂直分布还与微物理过程及局地化学等因素有关。其中,动力结构是控制源层高度气体浓度的主导因子,最大平均改变率可达-4.6 mol s-1;微物理过程和化学过程对气体在源层高度以外的分布影响较大,且二者对气体再分布的贡献随着气体溶解度的增大而增大,液滴蒸发及冰粒子升华是影响这一结果的关键物理过程。气体在液滴冻结时的保有率(RC)也会影响其垂直分布,且气体输送对RC的敏感性随着溶解度的增大而增大。对于高溶解性气体(H*>106 mol dm-3 atm-1),RC从0增大到1时,输送到中上层的气体降低60%;而气溶胶数浓度增加50%时,输送到中上层的气体降低40%,这是高气溶胶背景下高的冰晶含量伴随强的蒸发释放导致的。同时,示踪气体的垂直输送对气体保有率及溶解度变化的敏感性主要受到近地层气溶胶的影响。云刚开始形成,氢离子集中在相对较大的液滴中,之后呈现相反的尺度依赖性,70min后雨滴和云滴的氢离子浓度比接近0.11。液滴酸度的尺度分布也与空间位置有关,反映了不同云宏、微观物理过程对液滴酸度的影响。其中,蒸发是云滴(尤其是直径小于100μm的液滴)pH值降低的主要过程,与云水质量的降低有关。凝结和碰并会改变氢离子生成速率,影响pH值,且积云阶段二者对液滴pH值的平均改变率分别为+0.0034s-1、+0.0025 s-1。敏感性试验表明气溶胶数浓度对云滴酸度及硫酸生成有重要的作用。
其他文献
城市人口密度的增加,使城市基础设施的脆弱性更加明显,尤其在冬季,运输及商业运营在雨雪天气中将会受到严重影响,甚至带来严重的经济损失,因此,开展城市化对冬季云和降水的影响机制研究是很迫切的。本文利用中尺度可分辨云模式,针对2018年3月17日5时至17时北京地区的一次降水过程进行模拟,研究北京城市化对冬季降水的影响以及主要机制。结果表明:北京2019年3月17日降雪(雨)过程主要受东移高空槽的影响,
近几年来,随着多信息融合以及物联网技术的发展,智能电话和其他无线设备大规模普及,涌现了包括室内定位在内的各种服务。室外定位主要依靠的是GPS系统,而在建筑物内以及密集
二维人脸识别技术自上个世纪提出发展至今已经取得了令人满意的结果,并且二维人脸识别技术已经应用到了各个领域,但是它仍旧受着人脸姿态变化、环境光照变化等的影响。三维人
现代材料科学研究正在飞速发展,人类生活的发展也对材料科学的研究提出了更高的要求。材料在电子领域、信息传播领域和智能领域的应用越发广泛,一些新的材料需求也随之而来。在这种背景之下,Cu石墨基复合材料表现出无限的应用前景。磁悬浮碰撞研磨技术作为一项先进的微纳米粉体研磨技术,在现阶段的新材料的制备方面有很大的优势。本文主要是通过磁悬浮碰撞研磨和热压成型的方法制备新型铜/石墨基复合材料。采用扫描电子显微镜
雾是具有一定的厚度和垂直结构,传统雾微物理外场观测试验主要局限于地面,得到的是关于雾层底部的认知。2016/2017冬季在天津开展了平流雾微物理特征观测试验,结合距地66 m高度处雾滴谱和255 m气象塔大气边界层资料,借助突变和趋势一致性非参数检验方法对重度霾后接连发生的两次平流雾过程发展阶段进行客观划分,揭示雾体内部一定高度处雾滴微物理特征和尺度分布特征的观测事实,讨论其生消演变规律。研究结果
浸润性是固体表面一个特有的重要性质,受荷叶出淤泥而不染现象的启发,人们逐渐将研究视线延伸到浸润性领域,而独特的梯度浸润性作为浸润性领域内一个重要分支,在构建可控浸润性表面方面具有重大意义。浸润性梯度表面是指在沿着平行于固体表面方向上,一种或几种表面性质(表面结构形貌、厚度和表面化学组成等)随位置的变化具有连续变化从而引起表面浸润性连续变化的特殊梯度表面。浸润性梯度表面由于其特殊的浸润性梯度变化,在
近年来,稀土发光材料因其吸收特性强、物理化学性质稳定、发光转换效率高等优点,已成为发光材料研究的重点和前沿,并在国民经济和国防建设中占有举足轻重的地位。本文重点研
一直以来,伽玛函数比率问题都是重点研究的问题之一,在许多领域上有着广泛的应用。例如:Minc-Sathre quotient和Wallis ratio都是通过伽玛函数比率来计算的,Mellin-B arnes型积分和超几何函数积分的研究需要借助伽玛函数的比率;一些分布的密度函数可以用伽玛函数比率来表示,分布的分位点的计算也离不开伽玛函数的比率。此外用于检验多总体协方差矩阵是否相等的似然比统计量的对
毫米波(millimeter wave,mm Wave)大规模多输入多输出(multiple-input mutiple-output,MIMO)系统已成为下一代蜂窝网络研究的关键主题。由于基于选择器的混合大规模MIMO系统
随着航空航天等高端领域的快速发展,对一些难加工材料的表面质量要求越来越高。磁力研磨(MAF)作为光整加工技术中的一种,可以很好地改善工件的表面质量。但是目前的磁性磨料(MAP)多以Al_2O_3、SiC等普通硬度磨粒相的磨料为主,只能改善一些普通材料的表面性能,对高端领域所需的一些难加工材料很难满足其加工要求。本文通过对雾化喷嘴的改进,利用双级雾化系统成功制备出CBN/铁基球形复合磁性磨料,经过磁