关于雨水科学的论文参考文献

雨(rain)是从云中降落的水滴，陆地和海洋表面的水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升到一定高度后遇冷变成小水滴，这些小水滴组成了云，它们在云里互相碰撞，合并成大水滴，当它大到空气托不住的时候，就从云中落了下来，形成了雨。雨的成因多种多样，它的表现形态也各具特色，有毛毛细雨，有连绵不断的阴雨，还有倾盆而下的阵雨。雨水是人类生活中最重要的淡水资源，植物也要靠雨露的滋润而茁壮成长。但暴雨造成的洪水也会给人类带来巨大的灾难。地球上的水受到太阳光的照射后，就变成水蒸气被蒸发到空气中去了。水汽在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小，直径只有～毫米，最大也只有毫米。它们又小又轻，被空气中的上升气流托在空中。就是这些小水滴在空中聚成了云。这些小水滴要变成雨滴降到地面，它的体积大约要增大100多万倍。这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢？它主要依靠两个手段,其一是凝结和凝华增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨滴形成的初期，云滴主要依靠不断吸收云体四周的水气来使自己凝结和凝华。如果云体内的水气能源源不断得到供应和补充，使云滴表面经常处于过饱和状态，那么，这种凝结过程将会继续下去，使云滴不断增大，成为雨滴。但有时云内的水气含量有限，在同一块云里，水气往往供不应求，这样就不可能使每个云滴都增大为较大的雨滴，有些较小的云滴只好归并到较大的云滴中去。 如果云内出现水滴和冰晶共存的情况，那么，这种凝结和凝华增大过程将大大加快。当云中的云滴增大到一定程度时，由于大云滴的体积和重量不断增加，它们在下降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小云滴，而且还会“吞并”更多的小云滴而使自己壮大起来。当大云滴越长越大，最后大到空气再也托不住它时，便从云中直落到地面，成为我们常见的雨水。

酸雨 一、酸雨的定义 「酸雨」，顾名思义，雨是酸的。其正确的名称应为「酸性沈降」，它可分为「湿沈降」与「乾沈降」两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随著雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。在化学上定义水之pH(酸碱)值等於七为中性，小於则是酸性。自然大气中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常温时溶解於雨水中并达到气液相平衡后，雨水之酸碱值约为 ，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物质，例如，火山爆发所喷出的硫化氢，海洋所释放出的二甲基硫，高空闪电所导致之氮氧化物等，均会使雨水进一步酸化，而酸碱值会降至 左右。因此，在 1980 年代后期以来，许多国内外（包含环保署研究报告）研究者，已将所谓「酸雨」认知为当雨水酸碱值在 以下时，即确定受到人为酸性污染物的影响。因此，在环保署研究报告中，已统一雨水酸碱值达 以下时，正式定义为「酸雨」。例如，若以环保署台北酸雨监测站 1990-1998 年之有效雨水化学分析资料为准，显示约九成降水天数的雨水pH值在 以下，而酸雨发生机率则为七成五左右。 二、酸雨的组成 一般酸水化学组成中，较重要的物种包括 H+、Cl-、NO3-、SO2-4、NH4+、K+、Na+、Ca2+及 Mg2+ 等九种。其来源包括 自然来源及人为来源如图所示，一般而言NO3-及 SO2-4 为主要的致酸物质，其硫氧化物与氮氧化物转化而来。在人为污染排放方面，前者则与化石燃料使用、火力电厂、含硫有机物燃烧有关；后者主要源自工厂高温燃烧过程，交通工具排放等因素 。Ca2+ 及 NH4+ 为主要的中和(致碱)物质。 人为致酸物质 人为致碱物质 SO2-4 石化工业、火力电厂、燃烧 Na+、Cl- 、 Mg2+ 海洋的海水飞沫 NO3- 工厂高温燃烧过程、交通工具排放 Ca2+、K+ 尘土 NH4+ 农药喷洒 在此厘清一个观念，雨水 pH 值之高低与否，并不必然代表其中人为污染物多寡除了上述酸性离子外，亦存在其他如铵根、钙、镁等碱性离子，以中和其酸性，雨水酸碱值则为以上离子平衡后之氢离子所计算得来。换言之，雨水中若有高浓度之硫酸根与硝酸根离子，但因有其他碱性离子中和之，那麼雨水未必呈现酸性反应（即低酸碱值），反之亦然。雨水酸碱值无疑地可以作为一项先期指标，但更重要的是必须进一步进行雨水化学成份分析，了解其污染物来源，并计算随雨水沈降至地表的污染物通量（即所谓沈降量，以公斤/公顷/年为单位），进而制定控制策略以改善之。 三、酸雨的危害 人类 酸雨对人类的影响，我们最直接的反应就是会”秃头〃，但是否真正会导致秃头，科学家们仍再努力研究，但大家还是少淋雨为妙。 酸污染对人类最严重的副作用就是呼吸方面的问题。二氧化硫和二氧化氮的射出物会引起呼吸方面的问题，例如哮喘、乾咳、头痛、和眼睛、鼻子、喉咙的过敏。对人类而言，酸雨的一个间接影响就是溶解在水中的有毒金属被水果，菜蔬和动物的组织吸收。虽然这些有毒金属不直接影响这些动物，但是吃下这些动物却对人类的产生严重影响。例如，累积在动物器官和组织中的汞与脑损伤和神经混乱有关联的。同样地，在动物器官中的另一种金属，铝，与肾脏的问题有关，近来也被怀疑与老年痴呆症的疾病有关。 建筑物和雕像 酸性粒子也会沈积在建筑物和雕像上，造成侵蚀。例如,建在渥太华的美国国会大厦一直被大气中过量的二氧化硫瓦解。石灰岩和大理石跟酸接触后会转变为一种粉碎物质，称为石膏。此外，桥梁以更快的速度被腐蚀，铁路工业和飞机工业同样的必须花费更多的钱来修补由酸雨造成的损害。酸雨不仅造成了经济负担上的问题，而且也对一般大众的安全产生危险。举一个实例，1967年俄亥俄河上的桥倒塌，造成46人死亡。原因为何？由於酸雨的腐蚀。 另外，酸雨也造成暴露在外的雕像受到侵蚀，这造成文化资产的破坏，令许多人担忧。 农作物 酸雨会影响农作物稻子的叶子，同时土壤中的金属元素因被酸雨溶解，造成矿物质大量流失，植物无法获得充足的养分，将枯萎、死亡。但土壤中因酸雨释出的金属也可能为植物吸收造成影响，这问题极其复杂，譬如，酸雨中某些金属( 如，铁 )的释出反而有助於植物的生长。因此，酸雨对植物、农作物、森林的确实影响仍不清楚。 左图为叶子受酸雨为害的情形 右图为显微镜观察叶子内部的组织 树木和土壤 酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。硫酸随著降雨落到地球而造成严重损害,土壤中的养分也会流失,因此树木会因为维持生命所必须的钙和镁的流失而枯死。并非所有的二氧化硫都会转变成硫酸，事实上有一相当的量会漂浮在大气中，当最后沈降到地表时，会阻碍叶子的气孔进行光合作用。研究显示当红云杉的幼苗被酸碱值 到 的硫酸和硝酸的组合喷洒后，观察得知这些幼苗会产生棕色损伤。最后，针叶会减少，同时也发现在酸性高度集中区域的针叶，生长速度较缓慢，因为在此区针叶凋零的速率大於再生的速率，光合作用也大受影响。 此外,剧烈的霜也可能使这个情况进一步恶化，随著二氧化硫、空气中现存的氨和臭氧的增加，会减少树的耐霜性。从硫化铵产生的氧化氨和二氧化硫，这些产物会在树的表面上形成。当铵硫酸盐到达这些土壤时, 它会起反应形成含硫和含氮的酸性物质，这样的条件会刺激真菌和有害动物例如甲虫的成长。 林业在加拿大是一个一年价值一千万元的工业，大约有百分之十的加拿大人仰赖树木的收获和加工处理维生。若森林处於危险时，这些职业也会跟著消失。

“天空中的死神”是人们给一种会“螫人”的雨所起的名字,这种“会螫人的雨”就是“酸雨”。由于在正常情况下大气中含有一定的二氧化碳,降水时溶解在水中,形成酸性很弱的碳酸,因此正常的雨水呈微酸性,PH值约为。1982年6月的国际环境会议将PH值小于的降水包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等正式定为“酸雨”。早在1872年，人类便发现了酸雨,联合国有关组织也于1982年承认它属于全球性的环境污染问题。第二次世界大战以后,各国的工业相继崛起,特别是在欧洲,一些工业化程度较高的国家和地区每年经由工厂烟囱排入大气层的硫化物和氮氧化物烟雾可达4600万吨左右。在风力的吹送下,这些烟雾在几千公里的长距离飘送过程中发生化学反应,生成硫酸盐。当硫酸盐与水汽、云滴和雨雪相遇时,形成酸雨酸雾落到地面,进而由水流汇集到江河湖泊中,严重地威胁鱼类及其他动、植物和人类的生存。据报道,在瑞典,每天都有上千吨外来的硫烟随着横贯欧洲的盛行西风从境外进入国境上空。30多年来,瑞典1/5左右的湖泊严重酸化,湖水PH值降至以下,鱼卵多已不能正常孵化;加之湖底淤泥中的有毒金属遇酸溶解,最终导致鱼类死亡。目前,瑞典全国4000多个湖泊里的鱼类已经绝迹;在挪威,5000多个湖泊中有1838个湖泊没有活鱼;在美国纽约州的阿迪龙克达克山区,有180多个湖泊鱼类绝迹……酸雨对森林的危害近年来也频见报端。树木的叶片对酸雨的反应特别敏感,叶片受损后光合作用降低,抗病虫害的能力减弱,导致林木生长缓慢甚至死亡。在德国西部,估计近10年来已有12%的森林受害;瑞典每年由酸雨造成的木材损失达460万立方米。酸雨还可使露天的建筑物及管道设施受到腐蚀。例如伦敦特拉法加广场上的查理一世塑像、罗马科洛西姆斗兽场和雅典巴台农神庙等,均已受到不同程度的损害。我国也不乏这方面的例子,例如嘉陵江大桥以每年毫米的速度被腐蚀,仅用于钢结构维护的费用每年就达20万元以上。更为严重的是,酸雨还会使城市自来水管的铜、铅一类成分溶解在饮用水中,直接危害人体健康。饮用酸化的重金属含量较高的地面下水,食用酸化湖泊和河流的鱼类,都可使一些重金属元素通过食物链累积进入人体而最终产生危害。此外,吸入含酸性物质的空气能使人的呼吸道疾病加重。酸雨中含有甲醛、丙烯酸等成分,对人体及眼睛有强烈刺激作用。硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化碳要高10倍,其微粒可侵入人体深部组织,引起肺水肿和肺硬化等疾病并导致死亡。目前，我国酸雨主要分布区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省，占我国国土面积的30%。新闻背景2004年我国酸雨污染加重环保总局近日公布的《2004年中国环境状况公报》显示，2004年我国酸雨污染略呈加重趋势。统计显示，2004年我国出现酸雨的城市有298个，占全国527个统计市（县）的％。降水年均pH值小于（酸雨）的城市达218个，占统计城市的％。与上年相比，出现酸雨的城市比例增加了个百分点；酸雨城市比例上升了4个百分点，其中pH值小于的城市比例增加了2个百分点；酸雨频率超过80％的城市比例上升了个百分点。报告显示，2004年酸雨区域分布范围基本稳定，降水年均pH值小于（酸雨）的城市主要分布在华中、西南、华东和华南地区。华中酸雨区污染最为严重，湖南和江西是华中酸雨区酸雨污染最严重的区域。我国酸雨主要分布区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省，占我国国土面积的30%。