大气环境化学教学课件电子教案全套课件五.pptx

环境工程专业研究生大气环境化学 Atmospheric Environmental Chemistry 任课教师：胡将军 课程的目的： 主要研究大气中污染物质的来源、分布、迁移、化学转化历程、归宿及其规律，为控制和消除大气污染提供化学方面的依据 。 教学方法：讲授、自学、讨论考核方式：读书报告 参 考 书 1、唐孝炎，大气环境化学，高等教育出版社，1990.10； 2、陈德钧、林肇信等，大气污染化学，机械工业出版社，1988.7。 3、何燧源、金云云、何方，环境化学，修订版，华东理工大学出版社，1996 4、O’neill P. Environmental Chemistry. 3rd ed. London:Blackie Acaemic 4 Professional, 1998 5、大气化学的学术论文。 当前大气环境化学研究热点气候变化研究中的大气物理大气化学问题 人类活动引起二氧化碳倍增，全球平均气温将上升 1～2℃ (也有将上升 2～ 4℃的研究结果 ) 。但人们逐渐注意到，在以往的大多数研究中，主要只考虑了温室气体(GHGs)的作用，研究温室气体的性质、分布，以及其温室效应。 近来人们认识到大气气溶胶同样重要，有可能抵消温室气体的气候效应。气溶胶吸收和散射太阳辐射，直接影响地—气系统的辐射收支，同时参与成云致雨过程影响全球云量与云降水的变化，使云的生命期增加、云量增多但降水减少，其作用也主要是负的辐射强迫，这就是著名的“Towmey”效应。目前对气溶胶的了解远不如对温室气体的了解，气溶胶的气候效应不但取决于总浓度，还取决于粒子形状、谱分布和化学组成，因而对辐射及气候变化的影响更是存在诸多的不确定性。 为全球气候模式 GCM)提供气溶胶光学厚度，需建立大气气溶胶辐射模型。初步设想是利用极轨气象卫星晴空区星下点卫星遥感资料，以较大水面 (20个象素点以上 )反照率为背景，选若干个地面站长期观测多波段太阳直接辐射与气溶胶质量谱、成分谱分布，用以订正卫星遥感资料，建立大气气溶胶辐射模型。 当前大气环境化学研究热点云降水学研究 是气象学中的经典内容，随着酸沉降问题的深入研究，就需要更多地了解云与降水的物理化学过程。但云降水具有复杂的多尺度性，因而研究难度较大。近年来对云和降水的探测技术有了较大改善。 除了卫星遥感与雷达遥测技术的发展外，机载粒子测量系统 (PMS)与地基微波辐射计、多普勒风廓线雷达的广泛应用，以及利用GPS系统反演云含水量的研究等，云中与中尺度系统以及强风暴的数值模拟研究，对云中物理化学过程及其发生发展的机理有了更深入的了解。 通过外场考察和多尺度数值模式，研究云与降水的特征结构，尤其是对中、低纬线的对流云区层状云区复合结构和形成机制、暴发性中 β系统的发展过程和云降水作用、局地暴雨的形成、锋面雨带结构、冰雹云三维结构和成雹机制、下击暴流的结构机制等进行了大量研究，为区域性灾害天气的预警打下了基础。 云降水过程对酸沉降的研究有重要意义，大气中的可溶性成分 (微量气体和气溶胶粒子 )通过溶解和凝结核化、碰并过程进入云滴，再通过一系列微物理过程成为雨滴沉降，雨滴在云下还会溶解和碰并可溶性物质，这就是大气污染物被清除的重要机制———湿清除机制。 云雨滴中发生着活跃的液相化学反应；云雨滴与痕量气体、气溶胶间又有非均相化学反应发生；积云对流的强烈抽吸作用“吞食”着大气中被严重污染的边界层空气，改变了某些大气化学反应的总体速率；云的辐射强迫严重消弱了云下的光化学反应速率，而增强了云顶的光化学反应；加之雷电过程对大气背景成分有重要影响。考虑上述过程，多学科耦合的云降水物理化学模式的研究是当前的一个重要研究前沿 当前大气环境化学研究热点平流层臭氧研究 由于人类排放氯氟烃等污染气体，使平流层臭氧损耗，导致地面紫外辐射增强，将直接影响人类、动、植物的正常生存,诱发多种疾病与变异，使得人们广泛注意对ＵＶ-B辐射与臭氧的研究。另外，与在对流层中全球气候变暖趋势的研究相类似,在平流层中由于臭氧损耗与对流层温室气体的共同作用，将形成中层大气的全球变冷趋势。国际科学界对平流层和中间层观测的分析已肯定了这种变冷趋势，近10年来低平流层(10～30kｍ)气温下降了1Ｋ。在全球气候变化研究中，中高层大气结构的变化对对流层气候、天气系统的反馈如何，目前还是一个未知的领域。 当前大气环境化学研究热点大气电学研究 云中的雷电现象在很大程度上影响云与降水的物理过程与化学变化，而雷击又是华南地区较严重的气象灾害，因而需要开展雷电物理过程的机理研究，以及探讨人工影响雷电的途径。在大气物理大气化学学科内对这一领域的了解可能是最贫乏的。然而我国的雷电科学家独树一帜，对强雷暴的雷电活动作了大量观测研究，并在不同强度的雷暴在雷电活动上的不同特