宜春市2010年～2015年酸雨天氣特性分析

聶雄平，聶春平

（宜春市氣象局，江西宜春336000）

宜春市2010年～2015年酸雨天氣特性分析

聶雄平，聶春平

（宜春市氣象局，江西宜春336000）

在對(duì)宜春市2010年～2015年連續(xù)6年酸雨觀測(cè)資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合地面氣象要素，分析了宜春酸雨污染特征和變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，宜春市酸雨冬、春兩季較為嚴(yán)重；酸雨的污染源為輸入型的污染源，強(qiáng)酸雨發(fā)生時(shí)主要盛行風(fēng)為W、NNE風(fēng)。

酸雨；天氣特性；分析

氣象學(xué)上通常把酸堿度指數(shù)p H值＜5.6的酸性降水定義為酸雨。酸雨可造成森林退化、湖泊酸化、魚類死亡、水生生物種群減少；農(nóng)田土壤酸化、貧瘠，有毒重金屬污染增加，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)；使建筑物和橋梁損壞，我國(guó)是繼歐洲、北美之后世界第3大重酸雨區(qū)，酸雨正呈蔓延之勢(shì)。吳建明等在江西省酸雨變化特征及其與氣象條件的關(guān)系中對(duì)江西省酸雨特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，江西省整年都受到酸雨污染的威脅，但夏半年（7～8月）酸雨污染較輕，冬半年（1～3月）酸雨污染較重。陳夢(mèng)成等建立江西降水p H值年度波譜分析數(shù)學(xué)模型。本文通過(guò)分析宜春市2010年～2015年酸雨資料，并結(jié)合當(dāng)時(shí)的天氣氣象要素，來(lái)分析宜春市6年的酸雨污染變化情況，為宜春市生態(tài)環(huán)境建設(shè)、酸雨污染防控工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

宜春市氣象臺(tái)是國(guó)家基準(zhǔn)氣候站，為了監(jiān)測(cè)酸雨對(duì)宜春市的影響，宜春市氣象臺(tái)于2006年7月1日開始，按酸雨觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范開展酸雨觀測(cè)業(yè)務(wù)。資料來(lái)源于宜春國(guó)家基準(zhǔn)氣候站2010年～2015年連續(xù)6年酸雨觀測(cè)資料，包括降水p H值、電導(dǎo)率K值、降水量及當(dāng)時(shí)的風(fēng)向、風(fēng)速、溫度和天氣現(xiàn)象等氣象參數(shù)。

酸雨觀測(cè)資料中，平均降水p H值采用氫離子濃度[H+]-降水量加權(quán)法所得出的加權(quán)平均值，風(fēng)向取當(dāng)天降水前的正點(diǎn)觀測(cè)值；年平均和多年來(lái)平均取算術(shù)平均值[1]。

按照日降水p H值將降水劃分為：p H≥5.60為非酸雨、4.5≤p H＜5.6為弱酸雨、p H＜4.5為強(qiáng)酸雨三個(gè)等級(jí)。按降水量將降水劃分為：小雨：1.0～10.0毫米；中雨：10.0～25.0毫米；大雨：25.0～50.0毫米；暴雨：≥50.0毫米四個(gè)等級(jí)。按季節(jié)劃分為春季（3～5月），夏季(6～8月)，秋季（9～11月），冬季（12～2月）。

酸雨出現(xiàn)頻率為年（或季、或月）內(nèi)日降水p H值＜5.60（不含5.60）觀測(cè)記錄占總觀測(cè)記錄的百分比，強(qiáng)酸雨出現(xiàn)頻率為p H值＜4.50觀測(cè)記錄占總觀測(cè)記錄的百分比。

降水樣品的測(cè)量和質(zhì)量控制嚴(yán)格遵守中國(guó)氣象局《酸雨觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范》。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸雨的年變化特征統(tǒng)計(jì)

宜春市2010年～2015年的酸雨降水觀測(cè)記錄共有720個(gè)，剔除57個(gè)在采樣過(guò)程中受昆蟲、鳥糞等生物性雜物混入影響而形成的采樣污染數(shù)據(jù)后，有663個(gè)有效酸雨降水觀測(cè)記錄。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，宜春市6年酸雨降水p H平均值為4.74，最小值2.55，出現(xiàn)在2010年2月25日；最大值是7.59，出現(xiàn)在2014年10月21日。其中，非酸雨的降水出現(xiàn)次數(shù)為88個(gè)，占總樣本數(shù)的13.3%；酸雨降水出現(xiàn)次數(shù)為575個(gè)，占總樣本數(shù)的86.7%；強(qiáng)酸雨降水出現(xiàn)次數(shù)為248個(gè)，占總樣本數(shù)的37.4%。

2010年～2015年，宜春年平均K值為53.1μS/cm-1，最小值是7.3μS/cm-1，出現(xiàn)在 2015年 7月 24日；最大值是172.9μS/cm-1，出現(xiàn)在2015年3月25日。K值≤10.0μS.cm-1出現(xiàn)5次，占總樣本數(shù)的0.7%，K值≥100.0μS.cm-1出現(xiàn)615次，占總樣本數(shù)的92.8%，100.0μS.cm-1≤K≤1000.0μS.cm-1出現(xiàn)43次，占總樣本數(shù)的6.5%(K為電導(dǎo)率，單位μS.cm-1，其大小表明大氣降水的潔凈程度)。

由表1此可見，宜春2010年～2015年年平均p H值都在5.60以下,雖然強(qiáng)酸雨出現(xiàn)的頻率在逐年減小，這表明導(dǎo)致出現(xiàn)酸雨的環(huán)境污染得到一定的控制，酸雨?duì)顩r有所改善，但酸雨出現(xiàn)的頻率仍然比較高。

表1 宜春市2010年1月～2015年12月平均降水的pH值、K值、酸雨出現(xiàn)頻率

2.2 酸雨的季、月變化特性

經(jīng)統(tǒng)計(jì)宜春市2010～2015年各月的p H值在4.23～5.12之間波動(dòng)，總體偏酸性。1～4月酸雨p H值基本穩(wěn)定不變。5～9月呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。10月份之后又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這也與各季p H值的變化相吻合，宜春市夏、秋兩季受冷、暖空氣及臺(tái)風(fēng)影響，降水較多，降水對(duì)大氣的污染物有一定的稀釋作用，酸雨污染就相對(duì)較輕，酸度變低。冬、春季降水減少，酸雨污染相對(duì)較重（見圖 1，圖 2）。

3 宜春市降水pH值與氣象要素的關(guān)系

3.1 宜春市降水pH值與降水量的關(guān)系

將酸雨觀測(cè)樣本中每天的降水按量級(jí)1.0毫米≤R≤9.9毫米、10≤R≤24.9毫米、25毫米＜R≤49.9毫米、50毫米≤R分為小雨、中雨、大雨、暴雨4個(gè)級(jí)別，將每個(gè)級(jí)別中的降水p H值進(jìn)行平均（見表2）。

表2 宜春市2010年～2015年pH值與降水量之間的關(guān)系

由表2可以看出，在4種降水中小雨的p H均值最小，酸雨、強(qiáng)酸雨頻率也最大，觀測(cè)中的389個(gè)小雨記錄中p H平均值為4.68，酸雨頻率88.4%；暴雨的p H均值為5.10，酸雨頻率78.1%。這表明降水有利于污染物的沉降，降水越強(qiáng)，降水量越大越有利于污染物的沉降稀釋。p H值隨著降水量的增加增大，酸雨、強(qiáng)酸雨頻率隨雨量等級(jí)的升高而降低，兩者存在一定的正相關(guān)。這也與國(guó)內(nèi)有些學(xué)者的研究相似。

3.2 宜春市降水pH值與氣壓的關(guān)系

表3 宜春市2010年～2015年pH值與氣壓的關(guān)系

從表3可以看到，當(dāng)氣壓越低時(shí)，p H值越大，K值越小。反之，當(dāng)氣壓越高時(shí)，p H值、K值越大。這與冬、春季冷空氣活動(dòng)頻繁、冷高壓強(qiáng)大，氣壓偏高，而夏季基本無(wú)冷空氣活動(dòng)，氣壓偏低。

3.3 宜春市降水pH值與氣溫、濕度的關(guān)系

如表4，溫度、濕度與酸雨月平均值之間存在著相對(duì)的正相關(guān)關(guān)系：氣溫越高，p H均值就越大，7月和8月的平均氣溫升到最高點(diǎn)，相應(yīng)的p H均值也升至最高點(diǎn)。氣溫越低，p H平均值就越小，1～3月的氣溫降到最低點(diǎn)，而p H平均值也降到最低點(diǎn)。濕度與酸雨月平均值之間也有一定的正相關(guān)：在最小濕度最大的5～9月這4個(gè)月中，p H平均值也達(dá)到了最大。

表4 宜春市2010年～2015年pH值與氣溫、濕度的關(guān)系

圖1 宜春市2010年～2015年月酸雨pH值、K值出現(xiàn)頻率

圖2 2010年～2015年各季pH值

圖3 2010年～2015年酸雨風(fēng)向頻率圖

3.4 宜春市降水pH值與風(fēng)向的關(guān)系

如圖3，宜春2010年～2015年酸雨風(fēng)向頻率圖可以看出，宜春出現(xiàn)強(qiáng)酸雨時(shí)的盛行風(fēng)向是偏西風(fēng)與東東北風(fēng)，占總數(shù)據(jù)的43%，這與宜春所處的地理環(huán)境有關(guān)，污染物的流動(dòng)輸送主要在風(fēng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下完成，而新余、萍鄉(xiāng)位于宜春的東、西兩個(gè)方向，據(jù)萍鄉(xiāng)、新余30年整編資料顯示，萍鄉(xiāng)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北—西南風(fēng)，新余的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，萍鄉(xiāng)、新余的污染物在擴(kuò)散輸出的過(guò)程中將經(jīng)過(guò)宜春中心城區(qū)，屬于輸入型的污染源。

4 結(jié)論

2010年～2015年宜春市酸雨p H值和酸雨頻率具有明顯的季節(jié)性變化特征；夏季（6～8月）酸雨污染較輕，冬、春兩季酸雨污染嚴(yán)重。

宜春市酸雨強(qiáng)度與降水量、氣溫、氣壓、風(fēng)向等氣象條件有一定的關(guān)系：降水量越大，p H值越大；反之，p H值越小。氣壓越高，p H值越小；反之p H值越大。氣溫越高，p H值越大；反之p H值越小。酸雨的污染源為輸入型的污染源，強(qiáng)酸雨時(shí)主要盛行西風(fēng)和北東北風(fēng)。

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A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.21.063

聶雄平，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：縣級(jí)綜合業(yè)務(wù)。