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1、ReviewArticleChineseJournalofNatureVol.29No.2*中国酸雨模式研究回顾与所面临的挑战!王自发高超谢付莹研究员,博士生,!助理研究员,中国科学院大气物理研究所,北京100029*国家重点基础研究发展规划项目(No.2005CB422205)关键词酸雨时空分布数值模式发展趋势本文阐述了我国开展酸雨研究以来所取得的关于酸雨形成原因、化学特征以及时空分布特征等方面的研究成果,重点介绍了目前我国主要的酸雨数值模式研究的现状,指出了我国酸雨未来的变化趋势和模式研究面临的新挑战。到90年代中期我国降水酸度仍在升高,酸
2、雨面积继续[3,4]扩大;建立了比较可靠的SO2排放清单,对我国东1我国酸雨研究概述部地区大气酸化过程和机制进行了初步研究,提出了转酸雨是指pH值小于5.6的大气降水,是由人类活化速率和沉降速率地理分布,开发了适用于我国东部地动排放的大量酸性物质(主要硫氧化物和氮氧化物)在区的干沉降速率计算模型;!初步探讨了氨的湿清除及大气中被氧化成不易挥发的硫酸和硝酸,并溶于降水降在酸雨形成中的作用、大气中SO2的液相氧化、对流层落到地面所形成的。酸雨,因其危害民众健康、腐蚀文中含硫化合物的氧化、颗粒物的酸化缓冲能力、云水酸[5]物古迹、破坏生态系统,早已成为世界性的环境问题之化过程
3、、酸雨中的成云过程等;∃在大气污染物输送一。现阶段我国受酸雨影响的地区已占国土面积的过程的研究方面积累了一定经验和理论基础,开发了硫[6,7]30%,酸雨给我国的经济建设和人民生活造成了很大损化物输送模式,初步计算了省区间、跨国输送量;%失,已成为制约我国经济和社会可持续发展的一个重要在生态环境影响方面,评估了酸沉降对农作物和森林的[8]因素。近几年我国酸雨有加重和蔓延的趋势,预期到影响程度和经济损失;&初步建立了生态系统对酸沉[9]2020年我国能源总需求将达到23.2~31.0亿吨标准煤降相对敏感性分级方法和计算临界负荷的动态模型;(其中90%的能源是化石燃料),主
4、要致酸物质(二氧化∋提出了我国酸沉降控制技术评价与筛选的原则、方法硫、氮氧化物)的排放量将大幅增加。如果不采取果断和指标体系,得出了以硫沉降临界负荷为基础的控制规[10]有效的控制措施,由此所造成的大气污染及环境酸化将划和对策。进一步加剧,给我国已处于重负之下的生态环境带来更∀九五#期间开展了∀二氧化硫污染控制区和酸雨控[11]大的威胁,同时环境外交也将面临更大的压力。制区(简称两控区)划分方案#的研究,制定了控制酸我国酸雨研究工作虽起步较晚,但国家对酸雨研究雨和SO2污染的∀两控区#方案,在北方设置SO2污染控给予了高度重视,先后进行了∀六五#到∀九五#的科技攻制区,
5、在南方设置了酸雨控制区,对区内SO2排放进行关,从酸雨形成机理与传输、数值模拟、控制方法及生态了重点控制,并开展了燃煤大气污染控制关键技术(脱影响等方面进行了研究。∀七五#酸雨攻关课题主要针硫技术)的研究。然而,由于∀两控区#面积仅占整个国对西南和华南展开了酸雨形成机理、传输、控制方法以土面积的11.4%,而近年来∀两控区#外SO2排放量的增[1]及生态影响等研究。∀八五#期间,酸雨的研究区域扩加在一定程度上抵消了区内的控制效果,SO2排放的空展到我国的东部沿海及华中地区,采用了当时较为先进间结构发生了明显变化。此外,随着我国汽车保有量的的研究手段,在一定程度上推动了我
6、国酸雨研究的进迅速增加,另一致酸物质氮氧化物的排放量上升,大气[2]程。相关研究结果表明,我国南方地区的硫沉降污氧化性增强,酸性细颗粒物浓度上升,同时我国大气中染,除了来自局地源外,还有部分来自北方的远距离输对酸雨具有中和作用的悬浮颗粒物在政府控制下呈逐送。这些研究主要将SO2作为重点来展开的,并初步解年下降趋势,这些因素的存在使得酸雨问题与二十年前决了我国酸雨控制中有关硫的主要科学问题:了解了相比更为复杂。近年来的监测结果显示,我国酸雨不仅当时全国酸沉降时空分布,发现在20世纪80年代中期没有得到根本控制,反而有整体加重的趋势。这表明我(78(自然杂志29卷2期
7、专题综述国以往仅仅针对∀两控区#SO2制定的控制对策已经无法转移至华中地区,西南酸雨区则仍维持着较严重的水解决日益严重的酸雨问题。平,同时华南、华东也出现酸雨区,而北方则只有青岛、图们等地区出现了酸雨污染。[4]丁国安等分析指出我国酸雨发展的两个主要阶2我国酸雨分布及其变化趋势段:从20世纪80年代到90年代中期为我国酸雨急剧发我国于20世纪70年代末期开始在重庆、贵阳、武展期;90年代中后期到21世纪初不同地区降水年平均汉、南京和北京等地进行酸雨监测,在长江以南地区发pH值有升有降,总的趋势是进入相对稳定期。叶小峰[15]现了酸雨。2
