湖北省襄陽市酸雨變化特征及成因分析

■　佘運江　佘晨旭　聶成

（1湖北省襄陽市氣象局湖北襄陽441021；2湖北省南漳縣氣象局湖北襄陽441021）

湖北省襄陽市酸雨變化特征及成因分析

■佘運江1，2佘晨旭1，2聶成1，2

（1湖北省襄陽市氣象局湖北襄陽441021；2湖北省南漳縣氣象局湖北襄陽441021）

利用襄陽國家基本氣象站2005-2014年的酸雨觀測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析襄陽市降水PH值和K值的月變化和年變化特征以及各時期的酸雨頻率等，了解襄陽市近10年的酸雨變化特征，分析酸雨發(fā)生的主要原因。

酸雨pH值K值

酸雨是指降水pH值小于5.60的大氣降水。酸雨會對生態(tài)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、建筑和人民生活帶來極大的危害，已成為全球倍受關(guān)注的環(huán)境污染問題之一，研究酸雨的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，為政府制定城鄉(xiāng)規(guī)劃，規(guī)劃政治文化區(qū)、工業(yè)園區(qū)、居民生活區(qū)、文化旅游去及實現(xiàn)國家糧食安全都有重要意義。

1　資料來源與處理方法

本文所用資料為襄陽國家基本氣象站2005年1月至2014年12月的酸雨觀測月數(shù)據(jù)文件（S文件）。襄陽國家基本氣象站于2004年10月起開展酸雨觀測業(yè)務，嚴格按照中國氣象局《酸雨觀測業(yè)務規(guī)范》的技術(shù)要求來進行儀器設(shè)置、藥品配置、降水采樣、樣本測量和數(shù)據(jù)上傳，所采集的降水樣品8-8時降水量大于等于1.0 mm時，測量pH值及電導率K值。

本文降水PH平均值算法采用規(guī)范中的氫離子濃度-雨量加權(quán)平均法，其計算表達式為：

計算降水PH季平均值時，n為該季中所有有效降水樣品的份數(shù)。計算降水PH年平均值時，n為全年中所有有效降水樣品的份數(shù)，而計算10年P(guān)H平均值則是這10年的年平均值的算術(shù)平均。

酸雨頻率是指某一時段內(nèi)酸雨天數(shù)占有效降水樣本數(shù)的百分比。酸雨相對降水量是指某一時段內(nèi)PH值達到酸雨標準的所有降水樣品的降水量之和占該時段總降水量的百分比。

圖1　襄陽市年酸雨平均變化情況

圖2　(a)襄陽市月酸雨平均百分率

圖2　(b)襄陽市月酸雨平均ph值

圖3　襄陽市酸雨K值平均變化情況

目前，中國氣象局在酸雨監(jiān)測服務中采用的標準是降水PH＜4.5為強酸雨，5.6＞pH≥4.5為弱酸雨，pH≥5.6為非酸雨。

2　特征分析

2.1襄陽市酸雨基本特征

2005年1月至2014年12月襄陽市有效降水樣本數(shù)（酸雨觀測次數(shù)）為712天，酸雨（ph<5.6次數(shù)，以下同）天數(shù)為569天，pH值小于5.60的樣品頻率為79.9%;其中弱酸雨(pH值5.60～4.50以下同)出現(xiàn)頻率為38.6%，強酸雨 (pH值<4.5，以下同)出現(xiàn)頻率為41.3%，降水樣品年平均PH值為4.58，按一般酸雨區(qū)劃分，襄陽市應為中度酸雨區(qū)。PH最小值為2.96，出現(xiàn)在2009年11月11日，PH最大值為7.38，出現(xiàn)在2011年3月21日。

2.1.1酸雨的年變化特征

襄陽市觀測站降水pH值的趨勢分析見圖1，10年來襄陽年平均pH值介于4.13～5.69之間，其年際變化基本呈小幅波動變化狀態(tài)，其中2008年最小為4.13；2005年最大為5.69。pH值<5.6出現(xiàn)次數(shù)自2005年-2008年逐年增加，2008年以后在高位波動。年平均pH值4.58接近強酸雨標準4.5，表明襄陽市酸雨形勢十分嚴峻。酸雨出現(xiàn)百分率除2005年較小為43%外，其余9年在78% ～92%之間，表明酸雨發(fā)生幾率十分高。強酸雨百分率2005年以后逐年增大，2007年達最大67%，隨后便逐年減小。

2.1.2酸雨的季節(jié)變化特征

從圖2：襄陽市月酸雨平均變化情況（a）可以看出，襄陽秋冬季（9月到次年2月）為酸雨高發(fā)季節(jié)，降水中酸雨出現(xiàn)頻率達90%，尤其是12月份酸雨出現(xiàn)頻率達100%；強酸雨出現(xiàn)頻率也較高達57%，最高為1月份達73%。春夏季（3-8月）酸性降水出現(xiàn)頻率相對較少，在69%至80%之間，酸性降水頻率總體的季節(jié)分布趨勢為冬季大于秋季大于夏季大于春季。降水pH值小于4.5的強酸雨發(fā)生頻率為冬季最多，夏季最少。從圖2（b）可以看出，各月降水pH值平均集中在2.93—4.85之間，秋冬季降水pH值都小于4.5的強酸雨標準。

2.1.3降水K值(電導率)的變化情況

從圖3（a）襄陽市K值的月變化曲線可以看出，冬季K值最大，在92μS.cm-1以上，春、秋季在61—92μS.cm-1之間，夏季最小在36—55μS.cm-1之間。

3　酸雨成因分析

3.1當?shù)厮嵝詺怏w的排放

襄陽市當?shù)叵虼髿馀欧臩O2，污染物主要是通過工廠的低煙囪點源和居民燃煤采暖的面源2個途徑。一方面，隨著近年來襄陽地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，工業(yè)布局密集程度不斷提高，從而SO2的工業(yè)排放量也隨之緩慢上升。另一方面，從多年來酸雨出現(xiàn)的頻率可以看出，12月頻率值為100%，屬于全年酸雨高發(fā)月份，而12月正是襄陽市供暖初期，表明襄陽市當?shù)厮嵝詺怏w的排放對形成酸雨的貢獻較大。

3.2氣候條件

襄陽屬北亞熱帶季風型大陸氣候過渡區(qū)，有四季分明,冬干夏雨等特點，平均年降水量在873mm，其中2/3的降水集中在夏季，而前文分析可見，近年來襄陽市夏季降水酸性最弱，冬季降水酸性最強，主要原因是夏季頻繁降水，空氣中的污染物得到及時沖刷和稀釋，導致夏季降水酸性最弱。冬季因降水稀少，空氣中的污染物不斷累積，導致冬季降水酸性最強。

4　結(jié)論與討論

（1）襄陽市酸雨的年變化特征是年平均pH值介于4.13～5.69之間，其年際變化基本呈小幅波動變化狀態(tài)，年平均pH值4.58接近強酸雨標準4.5。酸雨發(fā)生幾率十分高，發(fā)生百分率大多在78% ～92%之間。

（2）酸雨的季節(jié)變化特征是秋冬季為酸雨高發(fā)季節(jié)，降水中酸雨出現(xiàn)頻率達90%，春夏季（3-8月）酸性降水出現(xiàn)頻率相對較少，在69%至80%之間，酸性降水頻率總體的季節(jié)分布趨勢為冬季大于秋季大于夏季大于春季。

（3）降水K值(電導率)的變化特征是冬季K值最大，在92μS. cm-1以上，春、秋季在61—92μS.cm-1之間，夏季最小在36—55μS.cm-1之間。

（4）從成因看，襄陽市當?shù)嘏欧诺酱髿庵械腟O2和NOx等酸性物質(zhì)是造成當?shù)厮嵊晟傻闹饕蛩亍Ｒ蛳尻柺芯哂卸上挠甑臍夂蛱攸c，導致酸雨強度冬強夏弱。

[1]中國氣象局.酸雨觀測業(yè)務規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2005.

[2]連東英.廈門市酸雨分布特征與氣象條件的關(guān)系分析.環(huán)境科學與技術(shù)，2009.5: 107-111.Vo1.32 No.5M，2009.

[3]馮硯青.中國酸雨狀況和自然成因綜述及防治對策探究 [J].云南地理環(huán)境研究，2004，16(1)：25-28.

4[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-425-2