云下清除分为气体和气溶胶两类。
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[{"ID":42422,"Name":"理学"},{"ID":76710,"Name":"大气科学"},{"ID":224301,"Name":"〔大气化学〕"},{"ID":224317,"Name":"大气液相化学"}]
. 理学 . 大气科学 . 〔大气化学〕 . 大气液相化学云下清除
/below-cloud scavenging of gases/
最后更新 2022-12-23
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降水期间,云底以下的痕量气体及气溶胶颗粒因溶解或碰撞进入正在降落的雨滴中,进而从大气中清除的过程。
- 英文名称
- below-cloud scavenging of gases
- 所属学科
- 大气科学
气体的云下清除过程与气体分子的气液相交换速率、气体在水中的溶解度、液相反应速率以及雨滴在大气中的停留时间等因素有关。由于雨滴在大气中停留时间较短,雨滴的化学反应中的快反应(如离子反应、有强氧化剂参与的氧化反应)才会对雨滴的化学成分产生显著影响,而大多数的慢反应对雨滴的影响比较小。研究表明,雨水对二氧化硫(SO2)气体的清除系数与雨强、二氧化硫浓度、氨气(NH3)浓度、氧化剂浓度以及雨水的pH值有复杂的相互作用关系。
气溶胶的云下清除过程更为复杂。如果简单考虑,一个雨滴下落过程中可能碰上重心落在其下落气柱中的颗粒,并将其捕获。然而雨滴快速下落过程中会在其周围形成弯曲的流线,气溶胶颗粒会因这种流线扰动而改变原有运动轨迹。因此,即使一个气溶胶颗粒的重心落在该雨滴扫过的气柱中,也不能保证其能与雨滴碰撞。这就涉及气溶胶粒子与雨滴的碰撞效率问题。该碰撞效率既与雨滴直径有关,也与气溶胶粒径有关。对于不带电粒子来讲,碰撞效率都小于1。当气溶胶粒径接近或大于10微米时(粗粒子),碰撞效率接近1,纳米级颗粒的雨滴碰撞效率仅次于粗粒子,而纳米至微米范围的气溶胶颗粒的雨滴碰撞效率极低(10-2~10-5)。
在不同地理区域、不同源排放和不同气象条件下,云下清除对酸雨形成的影响不同。观测结果表明,在中国一些重污染地区,云下清除过程对酸雨的形成很重要。对云下清除过程的数值模拟结果表明,云下二氧化硫的氧化是雨水中氢离子(H+)的主要来源之一,而气溶胶对雨水可能有碱化作用。