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        近10年漢臺(tái)區(qū)酸雨變化特征及氣象條件分析

        2017-08-02 01:41:14鄭薇薇黃澤群
        陜西氣象 2017年4期

        孟 茹,鄭薇薇,馬 艷,黃澤群

        (漢中市氣象局,陜西漢中 723000)

        近10年漢臺(tái)區(qū)酸雨變化特征及氣象條件分析

        孟 茹,鄭薇薇,馬 艷,黃澤群

        (漢中市氣象局,陜西漢中 723000)

        統(tǒng)計(jì)分析漢臺(tái)區(qū)2006—2015年酸雨觀測(cè)資料、相關(guān)地面觀測(cè)資料,結(jié)果顯示:近10 a漢臺(tái)區(qū)年平均酸雨量203.6 mm,占總降雨量的22.2%;共出現(xiàn)酸雨159 d,酸雨發(fā)生頻率為13.3%;酸雨日數(shù)和酸雨發(fā)生頻率呈波動(dòng)遞增趨勢(shì);9—11月是漢臺(tái)區(qū)酸雨發(fā)生頻率最高的時(shí)段;漢臺(tái)區(qū)發(fā)生的酸雨主要為弱酸雨,酸雨發(fā)生的頻率隨著降水量級(jí)的加大而減少;酸雨日的地面主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng);降水K值集中在100 μs/cm內(nèi)。

        酸雨;變化特征;氣象條件;漢臺(tái)區(qū)

        酸雨是pH值小于5.6的降水,會(huì)使水體酸化,土壤變得瘠薄,森林衰退,農(nóng)作物減產(chǎn),生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,建筑物和文物古跡被腐蝕等。酸雨已和“溫室效應(yīng)”“臭氧層破壞”一起,被認(rèn)為是當(dāng)今人類(lèi)面臨的三大災(zāi)難性的環(huán)境挑戰(zhàn)[1]。我國(guó)是繼歐洲和北美之后的世界三大酸雨區(qū)之一,強(qiáng)酸雨面積最大,酸雨區(qū)呈范圍擴(kuò)大、強(qiáng)度稍有減弱的趨勢(shì),部分地區(qū)的酸雨強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng)[1-2]。漢臺(tái)區(qū)氣象局從2005年5月1日起開(kāi)始酸雨觀測(cè)試運(yùn)行業(yè)務(wù),從2006年6月正式按國(guó)家酸雨觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)運(yùn)行。本文利用2006—2015年度酸雨觀測(cè)資料,分析漢中酸雨變化特征及其與氣象條件的關(guān)系,為酸雨防治和未來(lái)開(kāi)展酸雨潛勢(shì)預(yù)報(bào)提供參考。

        1 資料和方法

        酸雨監(jiān)測(cè)資料來(lái)自漢臺(tái)區(qū)酸雨觀測(cè)站,氣象觀測(cè)資料來(lái)自漢中國(guó)家基本氣候站。資料統(tǒng)計(jì)時(shí)段均為2006年1月1日至2015年12月31日。酸雨觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在漢臺(tái)區(qū)地面觀測(cè)場(chǎng),降水采樣桶安置在距地面1.2 m處。酸雨采取逢雨采樣,每天08時(shí)到次日08時(shí)為一個(gè)酸雨采樣日,雨量采取全樣混合,酸雨觀測(cè)項(xiàng)目為降水量、電導(dǎo)率、pH值,分析方法采用電極法。

        酸雨觀測(cè)資料按照中國(guó)氣象局頒布的《酸雨觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范》[3]中有關(guān)降水pH和K值的計(jì)算方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。氣象觀測(cè)資料按照中國(guó)氣象局頒布的《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》[4]中有關(guān)觀測(cè)記錄的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行處理。

        2 酸雨發(fā)生頻率分析

        2.1 酸雨量年變化

        由表1可看出,2006—2015年漢臺(tái)區(qū)年平均降水量915.3 mm,年平均酸雨量203.6 mm,酸雨量占年平均降水量的22.2%。近10 a中,2015年酸雨量最多,為299.7 mm,占年總降水量的35.5%;其次為2013年,酸雨量為296.9 mm,占年總降水量的28.2%;2007年酸雨量最少,為91.1 mm,占年總降水量的11.4%。

        2.2 酸雨發(fā)生頻率年變化

        漢臺(tái)區(qū)2006—2015年共出現(xiàn)酸雨日159 d,酸雨發(fā)生頻率為13.3%。酸雨日數(shù)和酸雨發(fā)生頻率呈波動(dòng)式遞增趨勢(shì)(圖1), 酸雨日數(shù)和酸雨發(fā)生頻率在2015年達(dá)到最高,分別為27 d和21.1%,分別高于10 a平均值11.1 d和7.8%。

        表1 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年各年酸雨量及總降水量

        2.3 酸雨頻率月變化

        從圖2可以看出,漢臺(tái)區(qū)9月酸雨發(fā)生頻率最高,為24.8%;其次為11月,酸雨發(fā)生頻率為20.6%;第三為10月,酸雨頻率為19.8%。即9—11月是一年中酸雨發(fā)生最集中的時(shí)段。5月酸雨發(fā)生頻率最小,僅為4.2%;其次為7月,酸雨頻率為5.2%。

        2.4 酸雨強(qiáng)度變化

        根據(jù)酸雨等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[4](強(qiáng)酸雨為pH<4.0, 較強(qiáng)酸雨為4.0≤pH<4.5, 弱酸雨為4.5≤pH<5.6),漢臺(tái)區(qū)2006—2015年共出現(xiàn)強(qiáng)酸雨5 d, 占總酸雨日數(shù)的3.1%;較強(qiáng)酸雨17 d,占總酸雨日數(shù)的10.7%;弱酸雨137 d,占總酸雨日數(shù)的86.2%。從表2可見(jiàn),5次強(qiáng)酸雨分別出現(xiàn)在2007、2008和2010年,2011年以后未出現(xiàn)強(qiáng)酸雨。總體來(lái)說(shuō),漢臺(tái)區(qū)10 a中出現(xiàn)的酸雨絕大多數(shù)為弱酸雨,較強(qiáng)酸雨和強(qiáng)酸雨出現(xiàn)最多的年份是2006年,共5次,占年酸雨日數(shù)的50%(表3)。

        圖2 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年酸雨 出現(xiàn)日數(shù)和發(fā)生頻率的月變化

        表2 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年強(qiáng)酸雨統(tǒng)計(jì)表

        表3 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年各年pH<4.5的酸雨日數(shù)及出現(xiàn)概率

        從表4可知,漢臺(tái)區(qū)9月是出現(xiàn)較強(qiáng)酸雨和強(qiáng)酸雨日最多的月份,達(dá)9 d;其次為1月和10月,各出現(xiàn)3 d。從各月出現(xiàn)較強(qiáng)酸雨和強(qiáng)酸雨的概率來(lái)看,一年中的1月、12月、9月位居前三,但不容忽視的是,12月酸雨日僅有2 d,其中1次即為較強(qiáng)酸雨。

        表4 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年各月pH<4.5的酸雨日數(shù)及出現(xiàn)概率

        2.5 降水K值分析

        K值表示降水導(dǎo)電能力的大小,能反映大氣降水潔凈程度。K值越低,表示大氣降水越潔凈。從圖3可以看出,漢臺(tái)區(qū)2006—2015年降水K值在3.9~342.8 μs/cm之間,多數(shù)集中在100 μs/cm內(nèi),屬于中低K值。

        3 酸雨與降水量和風(fēng)向

        3.1 酸雨與降水量

        表5為漢臺(tái)區(qū)2006—2015年出現(xiàn)的159 d酸雨日及對(duì)應(yīng)的24小時(shí)(08—08時(shí))降雨量量級(jí)。由表5可看出,酸雨發(fā)生時(shí),62.9%的降水量級(jí)都是小雨,大暴雨量級(jí)的可能性?xún)H為1.2%,即隨著降雨量等級(jí)的加大,酸雨發(fā)生的頻率在減少。

        圖3 2006—2015年漢臺(tái)區(qū)酸雨K值散點(diǎn)分布圖

        有研究認(rèn)為,酸雨在暴雨以上級(jí)別降水時(shí)幾乎不會(huì)出現(xiàn)[5],漢臺(tái)區(qū)在暴雨、大暴雨日7次出現(xiàn)弱酸雨,酸雨與降水量關(guān)系及其原因有待進(jìn)一步探討。

        表5 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年酸雨日對(duì)應(yīng)的降雨量級(jí)分布

        3.2 酸雨與風(fēng)向

        風(fēng)不僅對(duì)污染物有輸送的作用,同時(shí)對(duì)污染物也起著擴(kuò)散和稀釋的作用。一般來(lái)說(shuō),污染物在大氣中的質(zhì)量濃度與污染物的總排放量成正比,而與平均風(fēng)速成反比[6]。利用地面風(fēng)觀測(cè)資料(酸雨降水開(kāi)始前3 h至降水結(jié)束時(shí)段內(nèi)的最多2 min風(fēng)向)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),2006—2015年,漢臺(tái)區(qū)酸雨日的地面主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)(NE、ENE、E、ESE、SE、SSE)(表6),出現(xiàn)頻率為66%。

        表6 漢臺(tái)區(qū)2006—2015年酸雨日對(duì)應(yīng)風(fēng)向頻率

        4 結(jié)論

        (1)2006—2015年漢臺(tái)區(qū)年平均酸雨量203.6 mm,占年平均降雨量的22.2%,降水K值在3.9~342.8 μs/cm之間。2015年酸雨量最多,為299.7 mm,占總酸雨量的35.5%;2007年酸雨量最少,為91.1 mm,占總酸雨量的11.4%。

        (2) 2006—2015年漢臺(tái)區(qū)共出現(xiàn)159 d酸雨,酸雨發(fā)生頻率為13.3 %,其中86.2%的酸雨為弱酸雨,5次強(qiáng)酸雨主要發(fā)生在2007—2010年間。

        (3) 漢臺(tái)區(qū)酸雨日數(shù)和酸雨發(fā)生頻率呈波動(dòng)遞增趨勢(shì)。9—11月是酸雨發(fā)生頻率最高的時(shí)段,其中9月最高,為24.8%;5月酸雨發(fā)生頻率最小,為4.2%。

        (4) 漢臺(tái)區(qū)酸雨發(fā)生頻率隨著降水量級(jí)的增大而減少。酸雨日的地面主導(dǎo)風(fēng)向是偏東風(fēng)。

        [1] 張新民,柴發(fā)合,王淑蘭,等.中國(guó)酸雨研究現(xiàn)狀[J].環(huán)境科學(xué)研究, 2010(5):527-532.

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        [3] 中國(guó)氣象局.酸雨觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范[M].北京:氣象出版社,2005:23-24.

        [4] 中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京:氣象出版社,2003:104-111.

        [5] 高龍. 漢臺(tái)區(qū)2006—2009年酸雨特征及策略建議[J].陜西氣象, 2013(3):25-27.

        [6] 鄭鳳琴,孫崇智,于文杰,等.城市酸雨預(yù)報(bào)方法及業(yè)務(wù)系統(tǒng)[J].氣象科技, 2006,34(6):684-687.

        1006-4354(2017)04-0014-04

        2017-01-09

        孟茹(1971—),女,漢族,陜西漢中人,高級(jí)工程師,從事應(yīng)用氣象服務(wù)。

        漢中市氣象局2015年科研項(xiàng)目(2015HZ-06)

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        孟茹,鄭薇薇,馬艷,等.近10年漢臺(tái)區(qū)酸雨變化特征及氣象條件分析[J].陜西氣象,2017(4):14-17.

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