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嘉兴市酸雨特征及气象条件分析

2018-01-30魏俊吴明江

南方农业·下旬 2017年12期
关键词:时空分布酸雨特征

魏俊+吴明江

摘 要 选取嘉兴市2006—2011年酸雨观测资料和气象资料,统计分析嘉兴市降水pH值的月、季年分布,通过酸雨与有关气象要素对比分析,揭示降水量、风向、风速等气象因子对形成酸雨影响程度,结果表明:嘉兴市春、冬季强酸雨频率高于夏、秋季;2月酸雨频率最高,7月最低;在W-N-E走向盛行风下,酸雨频率较高;嘉兴市年均酸雨pH值都<4.5,达到强酸雨标准。

关键词 酸雨;特征;时空分布

中图分类号:X517 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.36.041

酸雨是指pH<5.6的大气降水。酸雨对环境的危害极大,它不仅对水体造成污染,还可造成土壤酸化、金属建筑物腐蚀、危害农作物、森林和草场,甚至威胁人体健康[1]。在我国的三大酸雨污染区中,嘉兴市属于华东酸雨区,其污染强度仅低于华中、西南酸雨区,且污染中心波动起伏,有向北污染的趋势。为了解嘉兴市酸雨特征分布情况,本文利用2006—2011年嘉兴市观测站酸雨观测资料,研究嘉兴市酸雨变化趋势,季节分布特征及酸雨产生的原因,以期了解酸雨的分布情况,为有关部门对嘉兴市酸雨控制提供理论指导。

1 酸雨基本概况

降水pH值<4.5是强酸雨,pH值介于4.5~5.6为弱酸雨,pH值>5.6为非酸雨。嘉兴市气象观测站自2006年开始酸雨监测,按照中国气象局制订的《酸雨观测业务规范》采集降水样品[2]。每日08:00为酸雨观测降水采样日界,当日08:00至翌日08:00为一个降水采样日。降水采样频率为逢雨、雪测量,降水量采用自动气象站的监测数据,分析项目包括pH值,电导率、降水量、风速风向等。

2 酸雨特征

2.1 嘉兴市酸雨月际特征

2006—2011年嘉兴市酸雨发生频率与月份有很大相关性,嘉兴市每年2—3月酸雨发生频率最高(如图1所示),达75%以上,对应pH低值区,说明酸雨发生频率高月份酸雨酸度也较高。7月酸雨频率最小,为35.06%,酸雨强度也最弱,对应pH极大值,此时正是江淮连阴雨时期,降水量较大,对酸性物质湿沉降作用较强。6月和8月是酸雨变化过渡阶段,酸雨频率是相邻两月中间数。11—12月酸雨频率大幅回升,存在另一个酸雨频率大值区,但酸雨强度不大。总之,酸雨频率与pH值呈负相关。

2.2 嘉兴市酸雨季变化特征

2006—2011年,嘉兴市酸雨季节变化较明显,夏季酸雨pH值明显高于其他季节,酸雨污染程度也相对较轻。秋季相对春、冬季污染较轻,但酸度值仍偏高,达到强酸雨标准。酸雨降水占全年总降水比例也呈夏、秋季较少,春、冬季较多现象,如图2所示。主要是由于嘉兴市夏季雨水充沛,有利于大气中酸性物质溶解吸收,非酸性降水主要分布在连续性降水后期,由于降水前期雨水对大气冲刷作用,酸沉降显著,有效减少大气中酸性污染物质,有利于大气扩散。

2.3 嘉兴市酸雨年际特征

2006年1月至2009年12月,嘉兴市强酸雨发生频率为55.3%(pH<4.5),出现320次;弱酸雨发生频率为26.0%(4.55.6),出现108次。测得有效样本pH平均值几乎全部位于4.5强酸雨判定标准线以下,酸雨频率出现高的年份(2009年)pH值偏低,反之,酸雨降水频率少的年份(2006年,2011年)pH值偏高,如图3所示。

3 酸雨与风的关系

3.1 酸雨与风速关系

2009年,嘉兴市酸雨危害最严重,这与大气污染物对外扩散仅与大气稳定度和风有关。风速、风向决定嘉兴市大气污染物对外扩散程度,也反映嘉兴市上风区污染情况。风速小时,强酸雨所占比重較大,主要是嘉兴市内酸性污染源引起酸雨,没得到有效扩散而使强酸雨比例增高。当风速达1.5 m/s时,降水次数、酸雨次数显著增加,强酸雨比例减少(如图4所示),说明嘉兴市致酸污染物输入量小于输出量,风速对酸雨降低起到缓冲。当风速为1.6~3.3 m/s时,酸雨频率最小,风速对抑制酸雨最有效,当风速增大,上游酸性污染物输入量会增大,不利于酸雨扩散。可见,风速对酸雨存在部分影响。

3.2 酸雨与风向关系

风向与酸雨频率的关系如图5所示。风向决定了大气中酸根离子源汇方向及对污染物输送方向。通过对2006—2011年风向资料统计分析,发现嘉兴市酸雨发生时盛行风向复杂,由西经过北到东方向酸雨频率较为统一,集中在80%左右,从地理位置上看,工业污染源也大多分布在测站的东、北、西方向。嘉兴市地处沿海,夏季盛行东南风,冬季盛行西北风,由于海洋净化作用,使得南方吹来风杂质较少,这也是东南、南向酸雨降水偏少原因。

4 结论

第一,嘉兴市酸雨的季节性变化显著,以春、冬季酸雨污染最为严重,春季酸雨频率最高达到70.7%,夏、秋季酸雨污染较轻,夏季酸雨频率最低,为47.9%。其中又以2月酸雨频率最高,达到78.79%,3月、4月、5月和9月、10月、11月、12月酸雨频率也较高,达到50%以上。7月酸雨频率最低,为35.76%,这可能与嘉兴市的梅雨季节雨水对酸性物质的冲刷沉降有关。

第二,风对酸雨的影响主要表现在风向和风速上,在特定范围内,随着风速的增大,降水的酸雨频率大体呈正态分布,在达到酸雨频率的极大值后,风速对酸性降水能起到有效的遏制作用,使酸雨频率有效减少。当嘉兴市处在W-N-E走向的盛行风下,酸雨频率较高,均维持在60%以上。

第三,2006—2011年嘉兴市酸雨数据统计分析可知,年均酸雨pH在4.5以下,达到强酸雨标准,酸雨污染极其严重,需要进一步加以严格控制。

第四,2006—2011年,嘉兴市酸雨51.1%~65.1%,在2010年以前呈现逐年上升的趋势,2010年国家“十一五规划”的有效落实,减少了二氧化硫的排放,也有效遏制了酸雨的频率与强度的增长,使2011年呈现酸雨频率、pH值得双重回落,但酸雨危害依旧严重。

参考文献

[1]李明明,王雁,韩照宇,等.大同市酸雨变化特征及其与气象要素的关系[J].气象环境学报,2011,27(4):30-33.

[2]金雪,胡晓东,周国良,等.嘉兴市酸雨污染特征及原因研究[J],2012(2):135-137.

(责任编辑:刘昀)

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