深对流云中云滴酸度的尺度分布及演变特征
云是地球系统的重要组成部分，云化学组成对于全球生物地理化学循环及污染物输送和再分布至关重要。氢离子浓度作为大气酸碱性的表征，取决于大气液相的酸碱平衡。大气液相的pH值会影响云水化学组成、液相氧化速率和氧化途径、硫酸盐的生成、辐射效应及降水酸化等过程。液滴酸度与尺度分布有关，该分布特征是多种因素共同作用的结果，如液滴寿命、微物理环境、CCN特性等。南京信息工程大学银燕教授课题组采用考虑化学气体传输过程及详细云微物理过程的分档云模式模拟了深对流云中氢离子浓度的尺度分布及演变特征，探究了云物理过程及污染物浓度等因素对云滴酸度谱分布的贡献。
研究表明：在云刚开始形成后，氢离子主要集中在相对较大的液滴中，pH值较低。之后随着云的发展，云滴中的氢离子浓度增加，雨滴中氢离子浓度变化较小，雨滴和云滴中氢离子浓度比逐渐降低，38 min时可达0.22。成熟阶段后期，云滴的氢离子浓度逐渐降低，70min后基本不随时间变化，氢离子浓度比接近0.11，即云滴酸度较强。
液滴酸度谱分布也与液滴位置有关，这与云物理过程的不同贡献有关。其中，蒸发过程是使云滴pH值降低的主要物理过程，主要影响直径小于100μm的云滴；凝结和碰并过程在积云阶段对云滴pH值的平均改变率分别为+0.0034 /s、+0.0025 /s，且凝结过程主要影响直径小于50μm的液滴，碰并过程对粒径大于20μm的液滴影响较大。
可溶性气体及气溶胶浓度也会影响云滴酸度谱分布特征，SO2浓度越大，云滴pH值越低。气溶胶浓度高时云滴较酸，但在云刚形成及消散阶段不同CCN背景下云滴酸度差异较小，这与不同气溶胶背景下各物理过程对云滴酸度谱分布的贡献差异有关。进一步研究表明由此导致的云滴酸度差异会改变液相氧化速率，影响硫酸的形成。
文章发表于Journal
of Geophysical Research – Atmospheres，研究得到了国家自然科学基金（91644224）等项目资助。
文章信息：Hu, J. Y.,
Yin, Y., and Chen, Q: The acidity distribution of drops in a deep convective
cloud, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123.
https://doi.org/10.1029/2018JD029453
文章链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018JD029453