衢州市酸雨時間變化特征及降水對其影響分析

季丹 余麗萍

(衢州市氣象局,浙江 衢州 324000)

0 引 言

近年來,很多學者對中國的酸雨分布進行了分析[1-2],研究表明酸雨主要分布在長江以南、青藏高原以東地區(qū),包括上海、浙江、福建、江西、湖南、貴州、重慶的大部分地區(qū),并且有很多學者就酸雨對各行業(yè)的影響進行了試驗研究分析,凌大炯等研究了酸雨對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響[3];張耀民等研究了酸雨對農作物的葉片傷害及生理特性的影響[4];王雯等研究了酸雨對全生育時期水稻葉綠素熒光的影響[5];曹春信等模擬了酸雨對油菜花期生理特性和產量的影響[6];郭慧媛等模擬了酸雨對毛竹葉片抗氧化酶活性及釋放綠葉揮發(fā)物的影響,顯而易見,酸雨破壞環(huán)境和影響作物生長發(fā)育的問題凸顯[7]。據統(tǒng)計,目前酸雨污染每年給中國造成的損失超過1100億元[1]。衢州市地處長三角經濟發(fā)達地區(qū)邊緣的浙江西部,在酸雨主要分布帶中,本文應用衢州市氣象觀測站近10 a酸雨觀測資料,對衢州市酸雨的氣候和化學特征進行分析,將為衢州市的酸雨研究與治理提供科學依據[8-9]。

1 資料與方法

1.1 資料來源

衢州市2006—2016年酸雨觀測資料來源衢州市氣象局。

1.2 研究方法

根據中國氣象局發(fā)布的《酸雨觀測業(yè)務規(guī)范》[10]規(guī)定:酸雨是指pH值小于5.60的大氣降水,又分為強酸性(pH值小于4.5),中度酸性(4.5≤pH值<5.0),弱酸性(5.0≤pH值<5.6)3個等級。本文利用合計、平均等統(tǒng)計方法進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 酸雨氣候特征

2.1.1 酸雨年際變化

統(tǒng)計衢州市氣象觀測2006—2016年酸雨觀測資料顯示,平均每年酸雨日數為41.2 d,酸雨日數最多年為2015年91 d;酸雨日數最少年為2011年6 d。從衢州市2006—2016年酸雨日數年際分布圖(圖1)中可以看出,2006—2011年間,年酸雨日數逐年下降,2011年為最少。從2012年開始年酸雨日數大幅度逐年上升,2015年達高峰期。

圖1 衢州市2006—2016年酸雨日數和年降水量圖

2.1.2 酸雨月際變化

本研究統(tǒng)計衢州市氣象觀測2006—2016年酸雨觀測資料,每年月平均酸雨次數顯示,以3月份發(fā)生酸雨頻率最高達22%,從3月開始逐月遞減,到8月份發(fā)生頻率最低點2.6%,從9月開始增加,10月又減少,之后到12月逐月增加。

同時可以看出冬季12—2月酸雨次數穩(wěn)定上升,春季3—5月緩慢下降,夏季6—8月迅速下降,秋季先降后升。

2.1.3 酸雨頻率變化

從衢州市2006—2016年各等級酸雨日數月際分布圖(圖2),可以看出,各等級月際分布走勢基本一致,均為2—4月酸雨發(fā)生頻率較高,盛夏7—8月發(fā)生頻率最低,而中度酸雨有所不同的是,1月份發(fā)生頻率相對其他兩個等級的明顯低。

圖2 衢州市2006—2016年各等級酸雨日數月際分布圖

2.2 酸雨強度變化

2.2.1 酸雨PH值變化

根據降水量的年際與月際顯示,年出現酸雨日不盡相同,其地區(qū)降水量總體均表現pH值小于6.50,且出現酸雨的年日數達到1.64%～24.93%,年降水量少的年份出現pH值為3.65酸雨強度,降水量多的年份其pH值差異性不大,酸雨pH值趨向于5.4;同時每年中各月份出現酸雨pH值(3.65～6.50)差異性大,夏天酸雨pH普遍趨于5.40,是弱酸性酸雨,冬季則更易出現P值達到4.50以下酸雨。

2.2.2 酸雨電導率變化

電導率反應酸雨中總離子濃度,根據酸雨特性,酸雨強度越高,離子濃度含量越高,電導率越強。從圖中可看出在2015年時,降水電導率高達69.1 μS/cm,夏季降水量電導率最低為16.34 μS/cm,冬季降水電導率為46.86 μS/cm,可得出該地區(qū)降水量隨年份、月份不同,直接影響電導率變化。

2.3 降水量對酸雨強度的影響

2.3.1 降水量與酸雨的關系

由圖1,可以看出,2006—2013年降水量和年度酸雨累計次數沒有明顯聯(lián)系,2014—2016年年降水量和年度酸雨累計次數成正比,年降水量越多,酸雨累計次數多。冬季隨著降水的減少,酸雨次數增多,與其成反比;春季隨著降水的增多,酸雨次數減少,與其成反比;至夏季和秋季酸雨次數與降水量又成正比。

2.3.2 降水量對其強度的影響

根據酸雨觀測資料統(tǒng)計,強酸雨出現前,有較長時間無降水天氣,例如:2007年1月11日前一周無明顯降水,11日降水之后測得的酸雨為強酸雨。一般情況下,降水較少時段會出現強酸雨概率高;而梅汛期降水多發(fā),不會出現強酸雨。衢州市降水量和酸雨強度有明顯的季節(jié)變化,發(fā)生規(guī)律為連續(xù)晴朗日后的降水酸度為強酸,連續(xù)陰雨日的降水酸度相對較弱。

3 結 語

1)衢州市平均每年酸雨日數為41.2 d,酸雨日數最多年為2015年91 d;酸雨日數最少年為2011年6 d。2006～2011年間,年酸雨日數逐年下降,從2012年開始年酸雨日數大幅度逐年上升,2015年達高峰期。

2)衢州市月平均酸雨次數顯示,以3月份發(fā)生酸雨頻率最高達22%,從4月開始逐月遞減,到了8月份發(fā)生頻率最低為2.6%,從9月開始增加,10月又減少,之后到12月逐月增加。

3)各等級月際分布走勢基本一致,均為2—4月酸雨發(fā)生頻率較高,盛夏7—8月發(fā)生頻率最低,而中度酸雨有所不同的是,1月份發(fā)生頻率相對其他兩個等級的明顯低。

4)地區(qū)酸雨pH值受季節(jié)性變化影響,基本表現為夏季pH值偏高,隨季節(jié)變化,酸雨pH值逐步減小,酸雨強度加大,當達到冬季后,酸雨pH值變化達到最高點;電導率隨酸雨pH值變化而出現相同規(guī)則變化。

5)衢州市年降水量與酸雨次數自在2014年后成正比關系,月降水量與酸雨發(fā)生次數在冬季和春季成反比,夏季和秋季成正比。

6)衢州市降水量和酸雨強度有明顯相關關系,發(fā)生規(guī)律為連續(xù)晴朗日后的降水酸度為強酸,連續(xù)陰雨日的降水酸度相對較弱。