虎林市酸性降水的季節(jié)變化及其氣象條件

張秀艷，劉傳順，尹增風(fēng)，王春麗

（1.虎林市氣象局，黑龍江虎林158400；2.黑龍江省氣候中心，黑龍江哈爾濱 150030）

虎林市酸性降水的季節(jié)變化及其氣象條件

張秀艷1，劉傳順2，尹增風(fēng)1，王春麗2

（1.虎林市氣象局，黑龍江虎林158400；2.黑龍江省氣候中心，黑龍江哈爾濱 150030）

根據(jù)虎林市酸雨監(jiān)測站2007～2008年的酸雨監(jiān)測資料，分析了酸雨的季節(jié)變化特征，同時(shí)分析了酸性降水與氣象條件的關(guān)系。統(tǒng)計(jì)得出在129個(gè)降水樣本中，PH值＜5.6的酸性樣本49個(gè)，占38.0%，PH值≥5.6樣本80個(gè)，占62.0%；酸雨在秋季出現(xiàn)頻率最高，夏季次之；分析酸雨的形成與大氣的污染物、風(fēng)向風(fēng)速和降水量有密切關(guān)系。

酸雨；季節(jié)變化；氣象條件

1 引言

目前，酸雨與全球氣候變暖，臭氧層破壞并列為世界三大生態(tài)環(huán)境災(zāi)難，中國已成為續(xù)歐洲、北美之后的世界第三大酸雨區(qū)［1］。我國的酸雨區(qū)主要出現(xiàn)在長江以南的廣大地區(qū)，但北方個(gè)別城市月年平均PH值＜5.6的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，給我們?cè)谥匾暛h(huán)境保護(hù)，關(guān)注氣候變化方面提出了一個(gè)嶄新的課題［1］。20世紀(jì)90年代初，全國建成了近90個(gè)酸雨監(jiān)測站，初步建成了全國酸雨監(jiān)測網(wǎng)，2006年下半年，黑龍江省在虎林市增設(shè)了酸雨監(jiān)測站，通過對(duì)2 a多酸雨觀測資料的分析，初步總結(jié)出虎林酸性降水的季節(jié)變化，及與氣象條件的關(guān)系，為進(jìn)一步保護(hù)環(huán)境，減小自然災(zāi)害提供決策依據(jù)。

2 觀測方法與資料分析

虎林市酸雨監(jiān)測站設(shè)在虎林市氣象局，自2006年7月開始常規(guī)酸雨觀測、觀測方法按照國家《酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范》進(jìn)行。

降水樣本PH值的測量使用PH計(jì)，降水樣品的K值使用電導(dǎo)率儀測量，降水采樣以當(dāng)日08：00為一個(gè)采樣日界。在一個(gè)降水采樣日內(nèi)，降水量達(dá)到1.0 mm或以上，采樣一個(gè)日降水樣品，若一個(gè)降水采樣日內(nèi)有幾次降水過程，則多次采樣后合并為一個(gè)日降水樣品。

本文對(duì)2007～2008年的129個(gè)降水樣本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，在統(tǒng)計(jì)酸性降水季節(jié)變化特征的同時(shí)，結(jié)合同步的氣象條件，分析酸性降水與各氣象要素之間的關(guān)系。

3 酸雨的變化特征

3.1 酸雨的年變化

根據(jù)中國氣象局《酸雨觀測規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，降水的PH值分為3個(gè)等級(jí)：

（1）PH<4.5，強(qiáng)酸降水樣本

（2）4.5≤PH<5.6,弱酸降水樣本

（3）PH≥5.6非酸降水樣本

根據(jù)降水的PH值等級(jí)劃分，在2 a（2007～2008年）間129個(gè)降水樣本中，PH值<5.6的酸性樣本49個(gè)，占38.0%，非酸降水樣本80個(gè)，占62.0%。在酸性降水中，強(qiáng)酸性降水出現(xiàn)了9次，占總降水樣本數(shù)的6.9%。2 a中所測降水樣本的平均PH值為5.48，其中酸雨樣本平均PH值為4.99，2007年出現(xiàn)酸雨次數(shù)為21次，占該年降水次數(shù)的30.0%，2008年出現(xiàn)酸雨次數(shù)為28次，占該年降水次數(shù)的47.4%。對(duì)比2 a酸雨觀測資料，結(jié)果顯示，酸雨出現(xiàn)次數(shù)是增加的，酸性降水的平均PH值降低的，可以看出，降水酸度呈上升趨勢。

3.2 酸雨的月分布

酸性降水在各月的分布也有其特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)情況見表1。

分析表1可以看出：

表1 各月份的降水酸性特征

（1）平均PH值<5.6的月份有2、5、7、8、9、10和12月，出現(xiàn)頻率是以10月63.6%為最多，可見虎林市酸雨在秋季（9～10月）出現(xiàn)頻率較高，夏季次之。

（2）5月和7月出現(xiàn)的酸雨頻次最多，分別為10次和8次，但酸雨頻率較大，主要原因是降水次數(shù)多，頻繁的降水吸附大氣中的酸性物質(zhì)較多有關(guān)。

（3）從PH值按月分布的變化來看，自1月開始逐月降低，到5月達(dá)到一年的次低值，然后逐月緩慢上升，到11月份以后，降到本年最低值。

（4）酸雨頻率總的變化有一個(gè)明顯特征，就是冬半年（10月至次年3月）要高于下半年（4～9月）。

4 酸雨形成的氣象條件分析

虎林市酸雨中酸性物質(zhì)主要是大氣中的SO2和NOX等污染物，這些污染物主要來源于人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng)，同時(shí)氣象條件的不同也可引起酸雨強(qiáng)度的不同。

4.1 酸雨與大氣污染物濃度關(guān)系

人類排放的污染氣體與氣溶膠粒子可造成大氣環(huán)境和其他生態(tài)環(huán)境日趨酸化。根據(jù)虎林市環(huán)境監(jiān)測站資料分析得出：虎林市生成酸雨的主要物質(zhì)是硫化物，其次氮氧化物，污染物的濃度分布變化特征是冬半年（10月至次年3月）要高于夏半年（4～9月），這與酸雨頻率總的變化特征一致，可以看出，大氣污染物是導(dǎo)致虎林市酸性降水的一個(gè)原因。

4.2 酸雨與風(fēng)向風(fēng)速的關(guān)系

對(duì)流層中，如熱量，污染物，濕度等各種參量的輸送，在水平方向上受到風(fēng)的影響，在垂直風(fēng)向上受到揣流的制約，排放到大氣中的污染物往往在風(fēng)作用下，被遠(yuǎn)距離輸送，影響其他地區(qū)，這取決于風(fēng)的來向、污染源和測站所處的位置。

風(fēng)速對(duì)酸雨發(fā)生是有影響，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，酸雨出現(xiàn)時(shí)，風(fēng)速一般小于3級(jí)，主要原因是風(fēng)速越大，單位時(shí)間內(nèi)污染物被輸送得越遠(yuǎn)，混入的空氣越多，污染物的濃度越低，發(fā)映了風(fēng)對(duì)污染物水平輸送的同時(shí)也有稀釋和沖淡的作用；從局地分析，西南風(fēng)時(shí)降水的酸性高是由所處的地理位置所造成，虎林市西南方2 km是珍寶島藥廠，西北方向8 km有水泥廠，南面2～4 km處有兩處是發(fā)電廠和水泥廠，當(dāng)吹偏西南風(fēng)時(shí)，廠區(qū)的致酸性物質(zhì)就隨風(fēng)輸送到市內(nèi)上空，企業(yè)所釋放的硫化物和氮氧化物在空中成為雨滴下落而成為酸雨，即使無降水，只要在偏西和偏南風(fēng)的作用下，這些污染物也會(huì)飄落在市區(qū)的地面上。

4.3 酸雨與降水量的關(guān)系

結(jié)合129個(gè)降水樣本的PH值和降水量，將PH值分成9個(gè)區(qū)段，各區(qū)段降水樣本PH值的百分比和降水量的百分比如圖1所示。從中可以看出：

圖1 PH值各區(qū)段降水樣品百分比與降水量百分比

（1）PH值為5.2～5.6的區(qū)段出現(xiàn)的頻率最高，為20次，占總次數(shù)15.5%，降水量達(dá)338.6 mm,占總降水量的25.5%。

（2）PH值<5.6的酸性降水區(qū)段47次，對(duì)應(yīng)降水量較多，為749.1 mm，占總降水量的56.5%。

（3）PH值>7.0的降水9次，占總數(shù)的7.0%，降水量為75.5 mm，占總降水量5.7%。

分析還發(fā)現(xiàn)：降水量R≥25.0 mm降水過程13次，PH值<7.0有12次，而且有8次是酸性降水，占61.5%，8個(gè)PH值>7.0降水過程平均降水量只有9.6 mm。在對(duì)25.0 mm以上降水和10.0 mm以下降水的樣本PH值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（區(qū)段分布見圖2）后發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)降水過程和弱降水過程中，酸雨出現(xiàn)的頻率和強(qiáng)度存在著明顯的差異，即在25.0 mm以上降水樣本中酸性樣本多，10.0 mm以下的降水樣本中非酸性樣本多，可能是云層較厚，發(fā)展較高的云，含酸性物質(zhì)較多。

圖2 降水量R≥25.0 mm和降水量R≤10.0 mm的PH值區(qū)段分布

5 結(jié)論

（1）虎林市酸雨污染較輕，屬弱酸性。在2 a129個(gè)降水樣本中，酸性樣本49個(gè)，占總樣本38.0%，非酸性樣本80個(gè)，占總樣本62.0%，最小的PH值為3.71，最大的PH值為8.02，對(duì)比2 a酸雨觀測結(jié)果，酸雨出現(xiàn)次數(shù)是增加的，平均PH值降低的，可見降水酸度呈上升趨勢。

（2）從PH值月分布分析，酸雨主要集中在5～10月，其變化趨勢與虎林大氣污染物濃度變化有關(guān)。

（3）虎林市酸性降水的形成還與風(fēng)向風(fēng)速有關(guān)，偏西和偏南風(fēng)不僅能輸送到本地上空，這與本地的地理位置有關(guān)。

（4）酸雨出現(xiàn)的頻率和強(qiáng)度與降水的強(qiáng)弱有較大關(guān)系，當(dāng)出現(xiàn)25.0 mm以上的降水時(shí)，降水的酸性較強(qiáng)，酸雨樣本占66.7%。

［1］薛德強(qiáng)，鹿鍵.青島降水的酸性分析［J］.山東氣象，1996（1）：12-13.

［2］酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范［S］.北京：氣象出版社，2005.

P458.1+2

A

1002－252X（2010）02－0023－03

2010－3－6

張秀艷（1969-），女，黑龍江省虎林市人，成都信息工程學(xué)院，本科生，工程師.