华南沿海与内陆城市酸雨形成机理的对比研究

In recent years, the emissions in Southern China have been controlled in some extent, but the frequency and acidity of precipitation didn't decrease, it even getting more worse in some areas. It is necessary to take deeper insight into the acid rain in Southern China under current economic structure and climate condition. According to the measurements in Guangdong province from 1998-2008, combined with the observations from addiational field experiments by this project, the acid rain will be divided by the precipitation type,including the convective precipitaion,front precipitaion and typhoon precipitation. Four researches will be conducted:(1) The charactersitics of various ions will be compared between the inland and the coastal cities in Southern China.(2)The three dimentional distribution features of clouds and the precursor SO2, NOx will be analyzed by WRF(MM5)/SMOKE/CMAQ model with high resolution.The effects on the wet depostion substances of the rain out process and the wash out process will by discussed.(3)The sources of the acid substances over different regions will be analyzed and the contributions from local emissions and non-local emissions will be calculated through sensitivity numerical experiments.(4)The influence of sea salt aerosols on the aicd rain and the importance of cl chemical reaction process on the air quality problem over the coastal areas will be studied.The above results can be benefit for the making of emission control strategy of acid rain over Southern China.

近年来，华南地区的污染物排放已得到一定的控制，但酸雨频率和酸度没有因此降低，部分地区甚至有所加重，因此在当前的产业结构及气候状况下开展该地区的酸雨研究是有必要的。利用收集的1998-2008年广东省逐场酸雨资料，结合项目将开展的酸雨加强观测试验资料分不同类型的降雨过程（主要包括对流雨、锋面雨和台风雨），进行以下的主要研究：（1）对比分析华南沿海与内陆地区降雨中离子成分的特征；（2）利用高时空分辨率的WRF（MM5）/SMOKE/CMAQ模式系统模拟分析不同降雨过程成云以及致酸前体物SO2,NOx的三维分布特征，探讨云内清除和云下冲刷两个过程对酸雨的影响；（3）根据模式结果探讨不同地区酸性物质的来源，通过敏感性试验定量局地以及非局地污染物的贡献；（4）探讨海盐气溶胶对沿海地区酸雨的影响，揭示氯化学反应过程对沿海地区大气环境问题的重要性。上述研究可为该区域酸雨调控对策提供一定程度的理论指导。

近年来，华南地区的污染物排放已得到一定的控制，但酸雨频率和酸度没有因此降低，部分地区甚至有所加重，因此在当前的产业结构及气候状况下开展该地区的酸雨研究是有必要的，研究成果可为区域酸雨调控对策的制定提供一定程度的理论指导。. 该项目对近年来华南沿海与内陆地区降雨中离子成分特征进行统计分析，包括pH值、电导率以及各种阴阳离子成分等，揭示了沿海与内陆城市不同降雨类型下的酸雨特征；针对不同季节的酸雨过程开展加强观测试验，分析不同降水过程致酸前体物的分布特征；通过“过程分析”以及“硫酸盐追踪”等诊断分析方法定量了不同物理化学过程对气溶胶以及气溶胶中不同组分的贡献，还探讨了局地和区域输送的定量贡献。研究结果表明：华南地区酸雨中的主要致酸无机成分为硫酸盐和硝酸盐，近地面层中二氧化硫转换为硫酸盐的贡献绝大部分来源于液相化学反应中H2O2及O3氧化反应和FE、MN的催化转化。经统计表明：珠三角地区易受到高压系统的控制，西部地区PM2.5浓度比东部通常要高，中西部城市惠州、广州、深圳和东莞对珠三角污染过程的贡献较大，均超过10%，而东部城市贡献相对较小。另外通过设置有无海盐气溶胶排放的敏感性试验，探讨了海盐气溶胶与沿海工业区污染物相互作用及其对酸雨的影响。结果表明：沿海地区PM10、干湿沉降通量均有所增加，其中硫酸盐的增加主要来自海盐中粗粒子态SO42-的贡献，而硝酸盐的增加则更多是由于二次气溶胶的形成过程。此外，内陆城市和沿海城市形成过程的对比结果表明：在沿海地区，由于海盐粒子的排放，硫酸根有显著的增加，硫酸盐和硝酸盐的干沉降量也有所增加，另外气粒转化过程也变得比较活跃，导致更多的硝酸盐粒子生成。通过上述的研究取得了海盐气溶胶排放对华南沿海地区酸雨影响的科学认识，揭示了华南沿海与内陆城市酸雨的主要形成机理。