虎林市酸性降水的季节变化及其气象条件

2010-12-25张秀艳刘传顺尹增风王春丽

黑龙江气象 2010年2期

关键词：虎林市酸雨pH值

张秀艳，刘传顺，尹增风，王春丽

（1.虎林市气象局，黑龙江虎林158400；2.黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨 150030）

虎林市酸性降水的季节变化及其气象条件

张秀艳1，刘传顺2，尹增风1，王春丽2

（1.虎林市气象局，黑龙江虎林158400；2.黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨 150030）

根据虎林市酸雨监测站2007～2008年的酸雨监测资料，分析了酸雨的季节变化特征，同时分析了酸性降水与气象条件的关系。统计得出在129个降水样本中，PH值＜5.6的酸性样本49个，占38.0%，PH值≥5.6样本80个，占62.0%；酸雨在秋季出现频率最高，夏季次之；分析酸雨的形成与大气的污染物、风向风速和降水量有密切关系。

酸雨；季节变化；气象条件

1 引言

目前，酸雨与全球气候变暖，臭氧层破坏并列为世界三大生态环境灾难，中国已成为续欧洲、北美之后的世界第三大酸雨区［1］。我国的酸雨区主要出现在长江以南的广大地区，但北方个别城市月年平均PH值＜5.6的现象频频出现，给我们在重视环境保护，关注气候变化方面提出了一个崭新的课题［1］。20世纪90年代初，全国建成了近90个酸雨监测站，初步建成了全国酸雨监测网，2006年下半年，黑龙江省在虎林市增设了酸雨监测站，通过对2 a多酸雨观测资料的分析，初步总结出虎林酸性降水的季节变化，及与气象条件的关系，为进一步保护环境，减小自然灾害提供决策依据。

2 观测方法与资料分析

虎林市酸雨监测站设在虎林市气象局，自2006年7月开始常规酸雨观测、观测方法按照国家《酸雨观测业务规范》进行。

降水样本PH值的测量使用PH计，降水样品的K值使用电导率仪测量，降水采样以当日08：00为一个采样日界。在一个降水采样日内，降水量达到1.0 mm或以上，采样一个日降水样品，若一个降水采样日内有几次降水过程，则多次采样后合并为一个日降水样品。

本文对2007～2008年的129个降水样本进行了统计分析，在统计酸性降水季节变化特征的同时，结合同步的气象条件，分析酸性降水与各气象要素之间的关系。

3 酸雨的变化特征

3.1 酸雨的年变化

根据中国气象局《酸雨观测规范》的有关规定，降水的PH值分为3个等级：

（1）PH<4.5，强酸降水样本

（2）4.5≤PH<5.6,弱酸降水样本

（3）PH≥5.6非酸降水样本

根据降水的PH值等级划分，在2 a（2007～2008年）间129个降水样本中，PH值<5.6的酸性样本49个，占38.0%，非酸降水样本80个，占62.0%。在酸性降水中，强酸性降水出现了9次，占总降水样本数的6.9%。2 a中所测降水样本的平均PH值为5.48，其中酸雨样本平均PH值为4.99，2007年出现酸雨次数为21次，占该年降水次数的30.0%，2008年出现酸雨次数为28次，占该年降水次数的47.4%。对比2 a酸雨观测资料，结果显示，酸雨出现次数是增加的，酸性降水的平均PH值降低的，可以看出，降水酸度呈上升趋势。

3.2 酸雨的月分布

酸性降水在各月的分布也有其特点，统计情况见表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，出现频率是以10月63.6%为最多，可见虎林市酸雨在秋季（9～10月）出现频率较高，夏季次之。

（2）5月和7月出现的酸雨频次最多，分别为10次和8次，但酸雨频率较大，主要原因是降水次数多，频繁的降水吸附大气中的酸性物质较多有关。

（3）从PH值按月分布的变化来看，自1月开始逐月降低，到5月达到一年的次低值，然后逐月缓慢上升，到11月份以后，降到本年最低值。

（4）酸雨频率总的变化有一个明显特征，就是冬半年（10月至次年3月）要高于下半年（4～9月）。

4 酸雨形成的气象条件分析

虎林市酸雨中酸性物质主要是大气中的SO2和NOX等污染物，这些污染物主要来源于人类的生产、生活活动，同时气象条件的不同也可引起酸雨强度的不同。

4.1 酸雨与大气污染物浓度关系

人类排放的污染气体与气溶胶粒子可造成大气环境和其他生态环境日趋酸化。根据虎林市环境监测站资料分析得出：虎林市生成酸雨的主要物质是硫化物，其次氮氧化物，污染物的浓度分布变化特征是冬半年（10月至次年3月）要高于夏半年（4～9月），这与酸雨频率总的变化特征一致，可以看出，大气污染物是导致虎林市酸性降水的一个原因。

4.2 酸雨与风向风速的关系

对流层中，如热量，污染物，湿度等各种参量的输送，在水平方向上受到风的影响，在垂直风向上受到揣流的制约，排放到大气中的污染物往往在风作用下，被远距离输送，影响其他地区，这取决于风的来向、污染源和测站所处的位置。

风速对酸雨发生是有影响，从统计结果看，酸雨出现时，风速一般小于3级，主要原因是风速越大，单位时间内污染物被输送得越远，混入的空气越多，污染物的浓度越低，发映了风对污染物水平输送的同时也有稀释和冲淡的作用；从局地分析，西南风时降水的酸性高是由所处的地理位置所造成，虎林市西南方2 km是珍宝岛药厂，西北方向8 km有水泥厂，南面2～4 km处有两处是发电厂和水泥厂，当吹偏西南风时，厂区的致酸性物质就随风输送到市内上空，企业所释放的硫化物和氮氧化物在空中成为雨滴下落而成为酸雨，即使无降水，只要在偏西和偏南风的作用下，这些污染物也会飘落在市区的地面上。

4.3 酸雨与降水量的关系

结合129个降水样本的PH值和降水量，将PH值分成9个区段，各区段降水样本PH值的百分比和降水量的百分比如图1所示。从中可以看出：

图1 PH值各区段降水样品百分比与降水量百分比

（1）PH值为5.2～5.6的区段出现的频率最高，为20次，占总次数15.5%，降水量达338.6 mm,占总降水量的25.5%。

（2）PH值<5.6的酸性降水区段47次，对应降水量较多，为749.1 mm，占总降水量的56.5%。

（3）PH值>7.0的降水9次，占总数的7.0%，降水量为75.5 mm，占总降水量5.7%。

分析还发现：降水量R≥25.0 mm降水过程13次，PH值<7.0有12次，而且有8次是酸性降水，占61.5%，8个PH值>7.0降水过程平均降水量只有9.6 mm。在对25.0 mm以上降水和10.0 mm以下降水的样本PH值进行统计（区段分布见图2）后发现，在强降水过程和弱降水过程中，酸雨出现的频率和强度存在着明显的差异，即在25.0 mm以上降水样本中酸性样本多，10.0 mm以下的降水样本中非酸性样本多，可能是云层较厚，发展较高的云，含酸性物质较多。