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,包括上海、浙江、福建、江西、湖南、貴州、重慶的大部分地區,并且有很多學者就酸雨對各行業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系統的影響[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物的影響,顯而易見,酸雨破壞環境和影響作物生長發育的問題凸顯[7]。據統計,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達地區邊緣的浙江西部,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

根據中國氣象局發布的《酸雨觀測業務規范》[10]規定: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、平均等統計方法進行統計分析。

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月份發生酸雨頻率最高達22%,從3月開始逐月遞減,到8月份發生頻率最低點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月酸雨發生頻率較高,盛夏7—8月發生頻率最低,而中度酸雨有所不同的是,1月份發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,不會出現強酸雨。衢州市降水量和酸雨強度有明顯的季節變化,發生規律為連續晴朗日后的降水酸度為強酸,連續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月份發生酸雨頻率最高達22%,從4月開始逐月遞減,到了8月份發生頻率最低為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月酸雨發生頻率較高,盛夏7—8月發生頻率最低,而中度酸雨有所不同的是,1月份發生頻率相對其他兩個等級的明顯低。

4)地區酸雨pH值受季節性變化影響,基本表現為夏季pH值偏高,隨季節變化,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,發生規律為連續晴朗日后的降水酸度為強酸,連續陰雨日的降水酸度相對較弱。