[天目山,大气,特征]浅析天目山地区大气酸沉降的动态特征
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大气层的种类与特点1.引言地球的大气层是地球表面周围的一层气体,它起着保护地球和支持生命的重要作用。
大气层可以根据其温度变化和组成气体的密度分为几个不同的层次。
在本文中,我们将探讨大气层的种类与特点,以便更好地了解地球上的大气环境。
2.对流层对流层是地球大气层的最底层,从地球表面到海拔约12公里处。
该层中含有大部分的空气质量,并且大气压力随着海拔的增加而逐渐减小。
对流层的温度随着高度的增加而降低,这是因为太阳辐射的能量主要被地表吸收和散发。
对流层中的天气现象如云、降水和风等主要发生在这一层。
3.平流层平流层位于对流层之上,从海拔12公里到50公里。
在这一层中,温度随着高度的升高而逐渐增加。
这是由于平流层之上的臭氧层吸收了太阳辐射,并将其转化为热量。
平流层的气压非常稀薄,几乎没有大气压力。
由于没有天气现象的发生,平流层通常是飞行器和卫星的活动区域。
4.臭氧层臭氧层是平流层中的一个特殊区域,位于海拔15公里到50公里之间。
它含有高浓度的臭氧分子,可以吸收太阳辐射中的紫外线。
这对地球上的生物非常重要,因为紫外线可以对DNA 和细胞造成损伤。
然而,由于人类活动引起的化学物质的排放,臭氧层正在逐渐破坏。
因此,保护臭氧层成为全球环境保护的重要任务之一。
5.中间层中间层是大气层的第三个主要层次,从海拔50公里到80公里。
在这一层中,温度再次随着高度的升高而降低。
由于大气压力很低,几乎没有空气分子存在,所以这一层非常稀薄。
中间层是流行于夜间的“夜光”现象的发生地,这些现象是由太阳辐射和大气层中的气体相互作用产生的。
6.热层热层位于大气层的最上部,从海拔80公里到几百公里。
在这一层中,温度开始急剧上升,达到数千摄氏度。
这是因为热层受到太阳辐射的直接影响,在这个高度上,太阳的辐射能量变得强烈。
热层是流行于夜间的“流星雨”现象的发生地,这些现象是由小行星或流星体穿过大气层并燃烧而产生的。
7.结论大气层是地球上支持生命的重要组成部分。
▪1、大气的组成可概括分为哪三类?▪干洁大气水汽气溶胶粒子▪▪2、什么是干洁大气(或干空气)?主要有哪些城组成的?大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体N2、O2、O3、CO2▪▪3、叙述大气中的水汽的来源及其垂直分布特点,其在大气中的含量是多少?▪来源:陆地上的水体、植物、湿土、海洋蒸发而来▪分布:随高度的升高而很快减少,主要集中在2km以下的大气层中。
▪含量:按容积计算变化范围0-4%之间▪▪4、大气中的水汽有哪些作用?▪水汽的含量虽然不多,是天气变化的主要角色。
▪1)形成各种水汽凝结物如云、雾、雨、雪、露等。
▪2)水汽也具有很强的吸收长波辐射的能力,参与大气的温室效应▪3)大气中水汽含量的多少,直接影响植物蒸腾、土壤蒸发、间接影响植物对二氧化碳的吸收,对农作物生长发育、产量形成有重要影响。
▪另外,水汽是大气中唯一能发生相变的成分,▪液态水滴固态冰晶气态水汽相互转化▪在转化过程中伴随着能量的吸收和释放。
▪▪5、什么是气溶胶粒子?其作用是什么?▪分有机无机▪有机粒子: 较少植物花粉、孢子,微生物等▪无机:较多岩石或土壤风化后的尘粒,地面燃烧的烟灰,海洋中随浪花飞溅的盐粒▪作用: 1)吸收一部分太阳辐射,并且阻挡地面放热▪2)它的存在使大气透明度降低▪3)充当水汽凝结核,对云、雨、雪等水汽凝结物的形成起重要作用▪▪6、对流层的平均厚度是多少?对流层的厚度随纬度和季节有什么变化特点?▪厚度:平均厚度11km▪对流层的厚度随纬度而发生变化▪低纬17-18km▪中纬10-12km▪高纬8-9km▪随季节发生变化夏季厚,冬季薄▪▪7、什么是大气的上界和大气的底界。
▪大气的底界:下垫面即地球表面▪大气上界:是模糊的,为了说明大气圈的垂直范围而确定的地球大气的最大上限高度。
通常有两种确定法:▪1)物理高度根据大气中的物理现象极光出现的最大高度作为大气上界高度为1000-2000km▪ 2 ) 密度高度以大气密度接近星际气体密度的高度作为大气上界,根据天体物理研究,星际气体密度约为每立方厘米中一个微观粒子,按人造卫星探测资料推算,地球大气密度在2000~3000公里高空达到这一标准,故目前一般以此作为大气上界。
绪论1.*大气科学是研究地球大气中各种现象的演变规律,以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。
2.*大气科学的研究对象主要是覆盖着整个地球的大气圈,特别是地球表面的低层大气和地球的水圈、岩石圈、生物圈、是人类赖以生存的主要环境。
3.*大气科学的内容可概括成四个方面:①地球大气的一般特征(如大气的组成、范围、结构等);②大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化;③解释大气现象,研究其发生、发展的规律;④如何利用这些现象预测、控制和改造自然(如人工影响天气、大气环境预测和控制)。
4.大气科学研究的特点:①研究大气科学不能仅限于大气圈;②大自然是大气科学研究的实验基地;③国际合作是推动大气科学发展的必要途径。
学科分支:主要为气象学和气候学。
5.大气化学是研究大气组成和大气化学过程的学科。
研究内容主要包括大气的化学组成及演变、大气微量气体及其循环、大气气溶胶、大气放射性物质和降水化学等。
第一章大气概述一、问答题:1.说明“天气”和“气候”的定义和区别,答:天气描述的是一个特定时间与一个特定地点的大气状态和大气现象。
气候是指在影响天气的各因子(太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动等)长期相互作用下所产生的天气综合,不仅包括某些多年经常发生的天气状况,还包括某些年份偶然出现的极端状况。
也就是说,气候是在一定时段内由大量天气过程综合平均得出的,它与天气之间存在着统计联系。
2.大气中二氧化碳成分增加的原因及其可能的后果是什么?答:大气中二氧化碳成分增加的原因归因于化石燃料(如煤炭、石油、天然气等)燃烧量的不断加大。
后果是低层大气的温度会由此而升高,从而引起全球气候的变化。
3.为什么水汽和尘埃是大气的重要成分?答:水汽是云和降水的源泉。
水汽是唯一能在常态中以三种相态存在的物质(固态、液态、气态)随着大气的垂直运动,空气中的水汽会发生凝结或凝华,形成雨滴或冰晶,进而产生云和降水。
尘埃可以作为大气中水汽凝结或冻结的核心,是形成云、雾和降水的重要条件;它们能吸收和散射太阳、大气和地面的辐射,改变地球的辐射平衡;使大气能见度和空气质量变坏。
最近40年中国雾日数和霾日数的气候变化特征最近40年中国雾日数和霾日数的气候变化特征近年来,全球气候变化引起了广泛关注,中国也不例外。
雾和霾作为气象现象中的两个重要组成部分,直接影响着人们的生活和健康。
本文将重点分析中国近40年来雾日数和霾日数的气候变化特征。
首先,让我们来了解一下雾和霾的概念。
雾是由于大气中水蒸气凝结形成的气溶胶悬浮物而导致能见度降低的现象。
霾则是指大气中悬浮颗粒物增多,致使空气浑浊且能见度下降的现象。
雾和霾常常与大气污染、气象条件、地理环境等因素密切相关。
根据气象部门的数据统计,中国近40年来的雾日数和霾日数呈现出了明显的变化特征。
首先,雾日数逐渐减少。
在上世纪80年代,中国各地的雾日数较高,很多城市常年出现雾天。
然而,随着经济发展和环境保护意识的增强,雾日数逐渐减少。
尤其是1990年代以后,随着大气污染治理力度的加大,雾日数开始明显下降。
到了21世纪,雾日数减少的趋势更加明显,很多城市几乎不再出现雾天。
其次,霾日数逐渐增加。
尽管雾日数减少,但与此同时,由于大气污染和人类活动的增加,霾日数呈现出逐年增加的趋势。
上世纪80年代,霾日数相对较少,大部分地区的空气质量较好。
然而,随着中国经济的快速发展和工业化进程的推进,大量排放的污染物导致了空气质量的恶化,霾日数开始快速增加。
到了21世纪初,特别是2013年以后,大范围的雾霾天气成为中国的气候特征之一。
继续分析数据,我们可以发现雾日数和霾日数的变化存在一定的地域差异。
东南沿海地区由于地理位置的优势,大气污染相对较少,雾日数和霾日数较少。
而北方和华北地区受制于地理环境和人类活动的影响,雾日数和霾日数较高。
尤其是北京及周边地区,由于人口密集和工业集中,其霾日数常常位居全国之首。
对于雾日数和霾日数变化的原因,除了大气污染的因素外,气象条件也发挥着重要的作用。
例如,冬季的盆地地区由于山脉的阻挡,容易形成静稳气象条件,导致雾和霾的频繁发生。
读书之法, 在循序而渐进,熟读而精思气象学复习思考题纲第一章引论一、简答题:1、气候和天气有什么不同?天气:一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合成为天气气候:一个地方多年间发生的天气状态,既包括平均状态又包括极端状态2、大气垂直分层的依据是什么?各层的主要特点有哪些?大气垂直分层依据:大气温度和水气铅直分布,大气扰动的程度,电离现象等各层特点:对流层:气温随高度的升高而降低,上升100m 降低0.65 度空气具有强烈的对流运动温度和湿度水平分布不均平流层:平流层下层层,气温虽高度不变或略有上升;25-30KM ,气温升高较快;空气潜质运动远比对流层弱,以水平运动为主气流平稳、天气晴好,适宜飞机飞行水汽、尘埃含量极少,基本无云中间层:气温随高度又迅速降低。
出现铅直运动顶部逆温热成层:(热层、暖层、电离层)空气稀薄空气处于高度电离状态随高度增加气温迅速升高极光现象外层:温度高,空气粒子运动速度很快地球引力小,因而大气质点不断向星级空间散逸。
3、气温之间率的定义。
气温直减率大于零、小于零、等于零分别表示什么?气温垂直递减率( γ) :在垂直方向每变化100m 气温的变化值。
γ>0: 表示气温随高度升高而降低;γ<0: 表示气温随高度升高而升高,种气层称为逆温层;γ=0: 表示气温随高度不变,这种气层称为等温层。
二、名词解释:气温直减率:在垂直方向每变化100M 气温的变化值。
饱和水汽压:在一定温度下,空气中水汽达到最大含量时的水汽压力。
相对湿度:空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的百分比。
露点:当空气中水汽含量不变时,且气压一定时,使气温降低到达水汽饱和时的温度。
饱和差:在某一温度下空气的饱和水汽压与空气中实际水汽压之差。
云:是悬浮在大气中的水滴或冰晶混合的聚合体。
底部不接触地面,并有一定的厚度。
降水:从云中降落到地面的液态或固态水称为降水。
三、计算题:4、饱和水汽压、相对湿度与温度有何关系?E0(0℃时饱和水汽压) =6.1h Pa ;t 为蒸发面温度。
《大气环境化学》第二章重点习题及参考答案1.大气的主要层次是如何划分的?每个层次具有哪些特点?(1)主要层次划分:根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层。
(2)各层次特点:①对流层:0~18km;气温随高度升高而降低;有强烈的空气垂直对流;空气密度大(占大气总质量的3/4和几乎全部的水汽和固体杂质);天气现象复杂多变。
②平流层:18~50km;平流层下部30~35km以下气温变化不大(同温层),30~35km以上随高度升高温度增大(逆温层);有一20km厚的臭氧层,可吸收太阳的紫外辐射,并且臭氧分解是放热过程,可导致平流层的温度升高;空气稀薄,水气、尘埃的含量极少、透明度好,很少出现天气现象,飞机在平流层低部飞行既平稳又安全;空气的垂直对流运动很小,只随地球自转产生平流运动,污染物进入平流层可遍布全球。
③中间层:50~80km;空气较稀薄;臭氧层消失;温度随海拔高度的增加而迅速降低;大气的垂直对流强烈。
④热层:80~500km;在太阳紫外线照射下空气处于高度电离状态(电离层),能反射无线电波,人类可利用它进行远距离无线电通讯;大气温度随高度增加而升高;空气更加稀薄,大气质量仅占大气总质量的0.5%。
热层以上的大气层称为逃逸层。
这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用与大气温度不同,大气的压力总是随着海拔高度的增加而减小。
2. 逆温现象对大气中污染物的迁移有什么影响?一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,每上升100m,温度降低0.6℃左右。
即是说在数千米以下,总是低层大气温度高、密度小,高层大气温度低、密度大,显得“头重脚轻”。
这种大气层结容易发生上下翻滚即“对流运动”,可将近地面层的污染物向高空乃至远方疏散,从而使城市上空污染程度减轻。
因而在通常情况下,城市上空为轻度污染,对人体健康影响不大。
可是在某些天气条件下,一地上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,从而导致大气层结“脚重头轻”,气象学家称之为“逆温”。
环境化学详细答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:《大气环境化学》第二章重点习题及参考答案1.大气的主要层次是如何划分的?每个层次具有哪些特点?(1)主要层次划分:根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层。
(2)各层次特点:①对流层:0~18km;气温随高度升高而降低;有强烈的空气垂直对流;空气密度大(占大气总质量的3/4和几乎全部的水汽和固体杂质);天气现象复杂多变。
②平流层:18~50km;平流层下部30~35km以下气温变化不大(同温层),30~35km以上随高度升高温度增大(逆温层);有一20km厚的臭氧层,可吸收太阳的紫外辐射,并且臭氧分解是放热过程,可导致平流层的温度升高;空气稀薄,水气、尘埃的含量极少、透明度好,很少出现天气现象,飞机在平流层低部飞行既平稳又安全;空气的垂直对流运动很小,只随地球自转产生平流运动,污染物进入平流层可遍布全球。
③中间层: 50~80km;空气较稀薄;臭氧层消失;温度随海拔高度的增加而迅速降低;大气的垂直对流强烈。
④热层:80~500km;在太阳紫外线照射下空气处于高度电离状态(电离层),能反射无线电波,人类可利用它进行远距离无线电通讯;大气温度随高度增加而升高;空气更加稀薄,大气质量仅占大气总质量的0.5%。
热层以上的大气层称为逃逸层。
这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用与大气温度不同,大气的压力总是随着海拔高度的增加而减小。
2. 逆温现象对大气中污染物的迁移有什么影响?一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,每上升100m,温度降低0.6℃左右。
即是说在数千米以下,总是低层大气温度高、密度小,高层大气温度低、密度大,显得“头重脚轻”。
这种大气层结容易发生上下翻滚即“对流运动”,可将近地面层的污染物向高空乃至远方疏散,从而使城市上空污染程度减轻。
一、名词解释(25分,每题5分)1、溶沟与石芽溶沟一般长数米至数十米,其断面呈“V〞型或“U〞型。
石芽顶部多呈平滑的形态。
溶沟、石芽构成的棋盘格状地面比拟常见,多发育在石灰岩分布区的平缓山麓地带。
2、径流系数同一流域面积、同一时段内径流深度〔R〕与降水量〔P〕的比值称为径流系数,以小数或百分数计,表示降水量中形成径流的比例,其余局部水量那么损耗于植物截留、填洼、入渗和蒸发。
3、沙尘暴沙尘暴是由于强风将地面大量尘沙吹起,使空气浑浊水平能见度低于1000m的天气现象。
西北地区的人们常根据沙尘暴出现时天色昏暗的程度形象地称之为“黑风〞。
4、泥漠泥漠是由粘土物质组成的荒漠。
它形成于干旱区的低洼地带或封闭盆地的中心,这里是洪流从山区搬来的细粒粘上物质淤积的地方。
变干时发生多边形网状裂隙,形成龟裂地。
5、地域分异景观作为一种系统除具有整体性,另一个重要的特点是具有地域性即地域分异的规律性。
它是指地理环境各组成成分及整个景观在地表按一定的层次发生分化并按确定的方向发生有规律分布的现象。
二、影响丹霞地貌的形成条件有哪些?〔25分〕丹霞地貌是指发育在中生代至第三纪的水平或缓倾斜的厚层而坚硬的红色粗、中粒碎屑岩系之上,在构造运动及间歇抬升的作用下,受流水侵蚀及崩塌后退等外力作用,形成顶平、坡陡、麓缓的地貌形态。
丹霞地貌的形成条件主要包括:〔1〕红色砂岩是形成丹霞地貌的物质根底,又是最重要的形态特征。
〔2〕构造运动特别是新构造运动是形成丹霞地貌的构造条件。
〔3〕气候对丹霞地貌的形成有重要影响。
三、简述祁连山东段的垂直带谱〔26分〕祁连山东段每增高100m,降水量增加,年平均气温降低0.33°C左右,由此导致了气候特征、土壤、水分、植被、动物等具有明显的垂直地带性,并构成了以下4个不同的自然带:〔1〕冰雪寒冻垫状植被带。
〔2〕高寒草甸、灌丛草甸、森林灌丛草甸带。
〔3〕山地草原、荒漠草原带。
主要是祁连山浅山区的山间盆地、石质低山,剥蚀丘陵地带和山前地带。
浅析天目山地区大气酸沉降的动态特征大气的酸沉降是指大气中不同来源的酸性物质沉降到森林、湖泊、地表等作用而的过程。
根据沉降物的物理性质可分为干沉降(如气溶胶等)和湿沉降(如降水等过程)。
大气酸沉降对森林生态系统、城市生态系统、水生生态系统等各类生态系统都能产生不同程度的危害,而且,这种危害可以随着大气环流作用可以扩散到其他国家和区域。
因此,它不仅是大气的环境问题,同时也包括了全部的水域、土壤,甚至整个生物圈。
关于大气酸沉降的研究最早起始于19世纪40年代英国化学家Robert-Smith对英格兰地区酸沉降现象的科学调查。
但直到20世纪中叶,斯堪的纳维亚半岛酸化问题给湖泊鱼类带来毁灭J哇的灾害,酸沉降现象才引起各国学者的普遍关注。
此后的研究发现:北美西北部、中国、俄罗斯和南美等均出现了严重的酸雨。
20世纪二三十年代,中国才开始对大气酸沉降开展相关的研究。
为进一步掌握酸雨的地区分布,国家环保部门于1982年在全国范围内建立了189个观测站、523个降水采样点的酸雨监测网。
研究监测发现,20世纪末期酸雨已覆盖了中国大部分经济较发达地区,酸沉降地区的总而积已超过270万km,占国土陆域而积的30%以上。
全国酸雨监测网2005-2011年的监测数据显示,中国的酸雨发生频率及酸雨覆盖而积总体均呈降低趋势,但形势依然严峻,酸雨类型仍以硫酸型为主,硝酸盐对降水酸度的贡献逐年增加。
中国现已是继西欧和北美之后的世界第三大酸沉降区,并且随着工业的发展,环境恶化仍有加剧的趋势,因此寻求科学有效的污染控制对策和治理措施是当前经济可持续发展的迫切要求。
位于长江三角洲的天目山地区,是中国酸雨多发区和水体严重污染区域之一,因此积极在该地区开展大气酸沉降的研究具有十分重要的实践意义和理论价值。
1实验设计与方法1.1研究区概况天目山地处浙江省西北部临安市境内。
天目山由东西2座峰组成,东峰的大仙顶海拔为1 480 m ,西峰的仙人顶海拔1 506 m。
天目山于1956年被国家林业部划为森林禁伐区,作为自然保护区加以保护。
天目山国家级自然保护区位于西天目山,所辖地域总而积为4 284 hmZ,地理位置为3030~3055 N, 1194711927 E,距离杭州94 km。
本试验研究区即在保护区内。
天目山地处亚热带地区,因受海洋暖湿气流的影响,属于亚热带季风性气候,四季分明,春秋季较短,冬夏季偏长。
年平均气温为14.88.8 ℃,最冷月平均气温为3.42.6 0C,最热月平均气温为28.119.9 0C。
雨水充沛,年雨日为159.2183.1 d,年降水量为1 390~1 870 mm,积雪期较长,比区外多10~30 d,形成浙江西北部的多雨中心。
土壤类型主要为红壤、黄壤和黄红壤。
植被类型主要有针叶林、毛竹Phyllostuchys edulas林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林和落叶阔叶林,且目前正处于向针阔混交林演替的阶段。
1.2研究方法1.2.1大气降水样品的采集在研究区的一开阔处(无建筑物、林冠等遮挡),安装了1台ZJG系列智能降水采样器(工型),自动收集降水并记录。
收集到的降水样品先测定其体积,然后保存350 mL的样品以作分析。
采样频率为1次/周。
此外,在研究区域设有1个小型气象自动监测站,主要测量并记录该地区的湿度、温度、风速、风向和降水量等气象因子。
1.2.2降水样品测定降水样品的pH值和电导率CE用MP522型精密pH/电导率仪测定。
每次测定前都需要用标准溶液校正,pH值采用三点法,电导率CE采用单点法。
降水样品的按态氮质量浓度使用美国戴安DX-1000离子色谱仪分析测定,硝态氮和硫酸根的质量浓度使用美国戴安DX-80离子色谱仪分析测定。
水样分析方法是将1个月内的水样按照体积数加权平均混合后进行测定。
1.2.3数据来源与分析一部分数据来自实验室对水样的分析测定,另一部分数据是基于臭氧监测仪器( OMI , ozone monitoring instrument)遥感技术获得的天目山地区2012年8月一2013年8月期间天目山地区二氧化氮(NOZ)对流层柱浓度。
数据的分析和处理主要利用Excel 2007来完成。
2结果与分析天目山地区属于亚热带季风性气候,受海洋暖气流的影响,因此降水较为充沛,并且季节变化明显,具体表现为夏季潮湿多雨,而冬季相对干燥少雨。
大气中的氮、硫等元素多以湿沉降的形式进入到生态系统。
2.1天目山地区降水样品的部分特征2012年8月至2013年9月,每周收集湿沉降样品,统计记录收集到的降水总体积数,并定期分析测定样品的电导率CE和pH值等指标,然后得出降水样品的月平均变化情况。
其中,样品的pH值变化范围较小,一直处于酸性降水水平;电导率CE的值与采样器收集到样品的体积数具有一定的负相关关系,而且季节性显著,如春夏季,两者的相关系数为0.958 8。
这说明,降水的体积数对样品的离子浓度具有一定的稀释作用圈,故电导率随季节性降水呈现出相应的季节性变化规律。
2.2天目山地区降水样品的无机氮沉降特征关于活性氮对大气环境、全球生态系统等造成危害的报道已不胜枚举,因此开展对活性氮的重要组成成分无机氮的动态研究,是十分必要的。
本实验主要对降水样品的按态氮(NHQ-N)和硝态氮(N03--N)的质量浓度进行的分析测定。
可以看到,NHQ-N和N03--N质量浓度的变化规律基本一致,均表现为10月达到最高,7月最低。
这主要和降水量的大小对离子的浓度具有一定的稀释效应有关。
此项结果与向仁军等研究蔡家塘森林小流域时的大气氮湿沉降得出的结果具有一定的一致性,可见无机氮质量浓度的变化确实存在季节性的特征差异。
2.3天目山地区降水样品的硫酸根沉降特征亚硫酸根是大气中重要的致酸阴离子,结合该地区的降水量数据。
可以看出:亚硫酸根质量浓度变化与降水量呈一定的的负相关关系,并且春夏季动态变化中表现显著,相关系数为0.977;在秋冬季的动态变化中不是很明显,这可能是因为其他因素影响的结果,如秋季焚烧作物秸秆、冬季取暖时煤炭的燃烧等排放的二氧化硫能直接影响大气中亚硫酸根的质量浓度。
这些将在下而再作进一步的探讨。
3讨论与结论3.1讨论大气降水样品的pH值和电导率CE的变化规律主要与季节性降水有关,可能是因为降水量的大小对离子的质量浓度具有一定的稀释效应降水样品的无机氮质量浓度具体表现为秋季最高,春季次之,夏季最低,与青岛地区大气湿沉降的研究结果基本一致。
并且,降水的无机氮质量浓度随降水强度的增大呈降低趋势,旱季质量浓度明显大于雨季,降水对大气具有一定的清洗作用。
出现上述结果的原因,一方而与季节性降水有关,一方而与煤炭燃烧、化肥挥发、微生物的分解作用等有关。
大气降水样品中51142一质量浓度主要来源于大气二氧化硫遇水和空气后发生的氧化反应,因此其质量浓度变化与降水量的大小呈较高的负相关关系。
通过对天目山地区的2012年8月至2013年9月的降水样品N03一和51142一质量浓度的测定,发现两者具有比较高的相关性,这主要与降水样品N03一和SOQZ一的来源密切相关。
二氧化硫和氮氧化物大多来自化石燃料等的燃烧,而闪电作用可以直接把大气的氮气也转化为氮氧化物。
二氧化硫在臭氧等条件下可氧化成三氧化硫.遇水即变成SOaZ-:在大气水分充足的条件下.二氧化硫可以直接变成亚硫酸.然后经某些物质的催化作用也可变为SOQZ-。
而二氧化氮可以直接与大气中的水分反应生成N03-,同时二氧化氮的存在也促进了二氧化硫向SOQZ一的转化〔m。
故而两者具有很高的相关性。
另外,研究发现该地区SOQZ-/ N03一的比值范围为4.138.89,说明天目山地区的酸沉降过程中,SOQZ一对酸雨的酸度贡献较大。
张新民等[mo的研究表明:中国酸雨目前还是以硫酸型为主,并且随着氮氧化物排放量的增加,正在向硫酸一硝酸混合型转变。
本研究结果与其结论是完全一致的。
通过对天目山降水样品的N03一质量浓度的测定和OMI卫星对流层二氧化氮的垂直柱质量浓度数据的分析发现,两者质量浓度在秋冬季呈现为相关系数值较高的正相关,而在春夏季为相关系数值较低的负相关关系。
这可能是因为夏季降水较多,对大气的湿清除作用较为明显,而且夏季温度较高,减少了二氧化氮在大气的存在时间[l5],同时也增加了二氧化氮在水里的溶解度,故而在夏季两者的变化呈现负相关性。
冬季的气温较低而且降水稀少,二氧化氮垂直柱质量浓度较高,而冬季采暖使用煤炭燃烧排放出的二氧化氮等废弃物增多,导致降水样品的N03一质量浓度迅速升高。
因此,两者在冬季的变化呈现出较高的一致性。
而在秋季也出现了一致性的变化,主要是因为夏季的降水较多,通过湿清除作用把大气中的大部分杂质包括含氮化合物都沉降下来,故降水样品的N03一质量浓度较低,同时由于秋季的温度也较高,二氧化氮垂直柱质量浓度较低,故两者也表现为正相关关系。
通过对2012年8月至2013年9月间天目山地区降雨水样无机氮质量浓度的测定和分析,得出无机氮月平均质量浓度为1.109 mL。
,结合智能降水采集器收集到的降水总体积数和采样桶的口径大小,可以估算出该地区大气湿沉降的无机氮年沉降总量约为5.25 kg/ hm 。
而据报道在未受到人类活动影响,该地区的较高氮沉降量也不可忽视。
3.2结论2012年8月至2013年9月期间通过对天目山地区湿沉降水样的采集和对样品的无机氮组分(硝态氮、按态氮)、硫酸根、电导率CE值、pH值等参数进行了测定及相关性分析,结论如下:①天目山地区的降水属于典型的酸性降水,pH值年平均值为pH 4.81; pH值的变化具有明显的季节性特征,夏秋季节较高,春冬季节较低;降水中的SOQZ-/N03一离子的比值范围为4.138.89,说明该地区的酸沉降中,SOQZ一对酸水的酸度贡献较大。
②天目山大气湿沉降的电导率CE值以及NHQ -N , N03 -N和SOQZ一质量浓度随时间而呈规律性变化,大体表现为:秋季或冬季最高,而夏季最低,主要与降水量的稀释效应有关。
③研究期间,大气湿沉降的无机氮年沉降总量约为5.25 kG/hm Z,降水的无机氮月平均质量浓度为1.109m. L。
因此,虽然该地区的酸沉降中SOQZ一的贡献较大,但是该地区的较高氮沉降量也不可忽视。
④降水样品的N03--N和NHQ--N质量浓度,N03--N和SOQZ一质量浓度变化均呈线性相关关系,分别是)=1.392 Ox-0.315 5 , RZ=0.768 0和)=0.1803x+0.0138, Rz=0.8866⑤地而搜集降水样品的N03一质量浓度和OMI卫星对流层二氧化氮的垂直柱质量浓度也存在密切的相关关系,并且这种相关性有季节J哇变化,表现为秋冬季正相关性,而在春夏季则为负相关性。