周超1 杜美芳2
1、江苏省启东市吕泗国家基准气候站 226241 2、启东市气象局 226200
摘要:本文选择南通地区三个测站(如皋站、南通站、吕泗站)2007 年4 月至2018 年10 月酸雨观测资料,对南通地区酸雨变化特征及其影响因子进行分析。结果显示: 通地区三个测站在近12年中均出现过酸雨天气,出现频率最高的为吕泗站,南通站次之,如皋站出现频率最低;近12年来酸雨频率均呈下降趋势,酸雨污染不断减轻;在降水酸性程度、(强)酸雨频率、电导率方面,冬季和春季均要强于夏季、秋季。从影响因子来看,南通地区三个测站降水平均 pH均日降水量小雨至大雨强度时,pH 呈降低趋势,当达到暴雨、大暴雨标准的时候,pH 则表现为上升趋势。随着日降水量的上升而电导率不断下降,这意味着降水量愈大,降水的清洁度愈高。从主导风向影响因子发现,导致如皋站出现酸雨的频率最多的风为东北偏东风;南通站与吕泗站酸雨频率出现最多的为东南风。
关键词 酸雨;pH;酸雨频率;影响因子
引言
所谓酸雨主要指的是PH值小于5.6的雨雪或其形式的降水[1]。我国不同区域、不同时期酸雨污染程度也不各不相同[2]。南通隶属于江苏省,地处我国华东地区,江苏东南部,国务院批复确定的中国长三角北翼经济中心、现代化港口城市,属于酸雨出现频率较高区域。因此,本文通过南通地区酸雨变化特征进行分析,并从降水、风等多方面分析对酸雨的影响,以期掌握酸雨发生规律,这对于科学控制酸雨的发生,保护生态环境而言意义重大。
1资料来源
本文资料来源于南通地区三个测站(如皋站、南通站、吕泗站),主要包含2007 年4 月至2018 年10 月酸雨观测相关数据(降水 pH 值、电导率 以及降水量),日降水≥1.0mm时,测定酸雨。季节的划分标准:3-5月代表春季,6-8月代表夏季,9-11月代表秋季,12至翌年2月代表冬季。
2南通地区酸雨变化特征分析
2. 1南通地区酸雨情况
通过分析近12年来南通地区三个测站(如皋站、南通站、吕泗站)酸雨资料可以了解到(表1),如皋站年平均PH值为5.51,电导率为60.58μs/cm,平均酸雨频率占 49.97%,弱酸雨、强酸雨分别占37.41%、 12. 6%;南通站年平均PH值为5.39,电导率为59.2μs/cm,平均酸雨频率占 54.58%,弱酸雨、强酸雨分别占40.95%、40.03%;吕泗站年平均PH值为5.06,电导率为61.4μs/cm,平均酸雨频率72.00%%,弱酸雨、强酸雨分别占40.03%、 31.97%;
总体而言,南通地区三个测站在近12年中均出现过酸雨天气,出现频率最高的为吕泗站,南通站次之,如皋站出现频率最低。
2. 2 酸雨年变化特征
图1 南通地区三个测站近12年来逐年年均降水 pH、电导率以及(强)酸雨频率变化
如图1所示为南通地区三个测站近12年来逐年年均降水 pH、电导率以及(强)酸雨频率变化趋势。通过图 1(a)分析可以了解到,如皋站年均降水pH 值处于4. 93 ~5. 86之间,pH最大值出现于2015年,pH值 最小值出现于 2009 年,如皋站2007-2018年PH值总体呈波动增加趋势,在2011年之前,如皋站PH值均低于5.6,自2011 年以后,除 2016 年之外其他年份pH 值均大于5. 6,这意味着如皋站降水酸性有所好转;由电导率分析来看,如皋站年平均电导率处于 47. 2 ~ 76. 7μs/cm之间,酸雨频率呈下降趋势。由图 1(b)分析了解到,南通站年均降水pH 值处于4. 73 ~ 5. 87之间, 从2009年之后,南通站降水 pH 值趋于平稳且有所增大,降水酸性逐渐减轻,酸雨频率整体上呈下降趋势;由电导率分析来看,南通站年平均电导率处于50. 2 ~70. 7 μs/cm之间。通过图 1(c)分析可以了解到,吕泗站年均降水pH 值处于4. 39 ~ 5. 56之间,最小值出现于2008 年。在2013年之前,吕泗站PH值均低于5.2,自2013 年以后,除 2016 年之外其他年份pH 值均大于5.2,这意味着如皋站降水酸性有所好转,年均酸雨频率有所下降。总体来说,南通地区三个测站近12年来酸雨频率均呈下降趋势,酸雨污染不断减轻,这说明近几年政府部门开展的大气环境保护工作有一定的成效,大气污染物排放量有所减少。
2. 3 酸雨季节变化特征
通过图2能够看出,南通地区三个测站 pH、酸雨频率、电导率随季节的不同呈现的变化趋势比较相似。在降水酸性程度、(强)酸雨频率、电导率方面,冬季和春季均要强于夏季、秋季,出现这种现象的主要原因是南通地区冬季、春季降水量较少,大气中酸性离子没有大量降水的稀释,使得降水酸性程度较高、酸雨的出现频率均比较高。在三个测站中,冬季降水受到污染最严重的是吕四站,达到强酸雨标准。
图2 南通地区三个测站近12年年均降水 pH、电导率、(强)酸雨频率季节变化
3 酸雨的影响因子分析
3. 1 降水强度影响分析
酸雨主要是受大气中污染物的影响所产生的。降水刚开始发生时,大气中的污染物对降水酸性程度具有明显的影响,随着降水时间的持续,影响开始变弱,即起到“稀释”作用[3]。通过对近12年南通地区三个测站酸雨出现时降水强度进行分析发现,如皋站、南通站、吕泗站三个测站降水平均 pH均日降水量小雨至大雨强度时,pH 呈降低趋势,当达到暴雨、大暴雨标准的时候,pH 则表现为上升趋势。这主要是因为小雨、大雨时,大气中跟酸性污染物由中和作用的碱性污染物不断被冲刷减少,使得降水酸性增加。而暴雨、大暴雨时,随着降水量的越来越多,酸性污染物得到稀释作用,进而使得降水酸性下降。由三个测站的电导率分析了解到,随着日降水量的上升而电导率不断下降,这意味着降水量愈大,降水的清洁度愈高。
3. 2 主导风向影响分析
通常情况下,大气中污染物除了本地的排放之外,还源于大气扩散以及高空输送[4]。利用 2007—2018 年南通地区三个测站降水当日 08时 或 20时的 850 hPa 主导风向资料以及酸雨资料展开分析,如图3 所示。通过图 3(a)进行分析可知,如皋站酸雨概率出现最多的风向为东北偏东风,东北风、东风次之,这三个风向酸雨出现频率都超过70%,高于其他风向。通过图 3(b)了解到,南通站酸雨频率出现最多的风向为东南风,东南偏东风、东南偏南风以及南风次之,这四个风向下酸雨频率都超过 76% 。通过图 3(c)分析可以了解到,吕泗站东南风酸雨出现频率最多,东南偏南风、东南偏东风次之,这三个风向酸雨出现频率都超过70%。总的来说,从主导风向影响因子发现,导致如皋站出现酸雨的频率最多的风为东北偏东风;南通站与吕泗站酸雨频率出现最多的为东南风。
图 3南通地区三个测站近12年降雨日主导风向的降水 pH、电导率、酸雨频率
4结论
(1)南通地区三个测站在近12年中均出现过酸雨天气,出现频率最高的为吕泗站,南通站次之,如皋站出现频率最低;近12年来酸雨频率均呈下降趋势,酸雨污染不断减轻,这说明近几年政府部门开展的大气环境保护工作有一定的成效,大气污染物排放量有所减少。
在降水酸性程度、(强)酸雨频率、电导率方面,冬季和春季均要强于夏季、秋季。
(2)南通地区三个测站降水平均 pH均日降水量小雨至大雨强度时,pH 呈降低趋势,当达到暴雨、大暴雨标准的时候,pH 则表现为上升趋势。随着日降水量的上升而电导率不断下降,这意味着降水量愈大,降水的清洁度愈高。从主导风向影响因子发现,导致如皋站出现酸雨的频率最多的风为东北偏东风;南通站与吕泗站酸雨频率出现最多的为东南风。
参考文献:
[1]张新民,柴发合,王淑兰,等.中国酸雨研究现状[J].环境科学研究,2010,23(5):527-532
[2]邓伟,刘荣花,熊杰伟,等.当前国内酸雨研究进展[J].气象与环境科学,2009,32(1):82-87
[3]张红安,汤 洁,于晓岚,等. 侯马市酸雨长期变化趋势分析[J]. 环境科学学报,2010,30(5): 1069 -1078.
[4]王明莹,庄惠生. 上海市大气 PM 2. 5 污染特征及相关因素分析[J].科学技术与工程,2017,17(7): 303 -308.
作者简介:周超(1988-)男,汉族,江苏如皋人;本科,工程师从事气象、测报工作。