一次碱性降水过程的个例分析

本文根据1983年4月28日至29日一次降水过程所监测的降水酸度资料,分析讨论了大气中颗粒物对降水酸度的影响,及碱性降水过程发生的天气条件。一、杭州市酸性降水概况杭州是长江以南地区经常发生酸雨的城市之一。从已测定的降水酸度结果表明:杭州一年四季任何时期都可以发生酸性降水,大部分酸性降水的pH值在4.1—5.1之间。pH     

我国降水酸度的初步研究

1981年3月至1983年4月,我们在全国不同地区选定了四十几个测点对降水酸度进行了观测。 观测资料表明,酸雨出现的频率,南方城市较北方为高,酸度也较强,酸雨出现频率最高值达到90％。说明酸雨在某些地区已相当严重。pH的最低值是庐山的含鄱口(测值达3.10)。我国北部地区降水多为中性,但局部地区也有酸雨出现。沿海城市青岛也出现酸雨。 作者结合地理环境、污染物的迁移输送以及天气系统等,对降水酸度变化进行了初步分析。     

1993—2006年中国区域酸雨变化特征及成因分析

中国气象局酸雨站网始建于1989年,最初仅有22个。1993—2005年,一直维持在85至88个,经2006和2007年两次扩建达到294个站。考虑到资料的连续性,本文是以80多个酸雨观测站有系统观测以来(即近14年)的酸雨观测资料为基础,经过客观统计分析,得出中国酸雨的时空变化特征。总的来说,中国酸雨区主体位于长江以南的广大地区,北方也存在小范围的酸雨区。从全国来看,酸雨发生范围总体上呈扩大趋势,北方酸雨发生范围扩大明显,南方基本保持不变;而且,酸雨污染重灾区由西南逐步转移至华中和华南中部。就酸雨强度而言,1993—1998年是最强阶段,1999—2002年强度有所降低,2003—2006年酸雨强度重又持续加强,到2006年已达到1993—1998年的平均水平;另一个显著特点是北方酸雨强度加强非常明显。对于中国区域降水酸度变化的成因,本文利用中国SO2排放量的变化和大气成分本底站降水化学的监测资料进行了分析和阐述。     

1993—2004年华东部分地区酸雨的时空分布特征及其与气象条件的关系

分析华东地区15个酸雨观测站的1993—2004年数据资料,结果显示华东地区的酸雨灾害在全国范围内较为严重,其中以长江以南的浙江、福建地区尤为突出.1993—2004年华东地区降水的酸度呈现出先减轻后加重的趋势.降水量是影响华东酸雨的电导率和pH值的重要因素.pH值季节变化由高到低为夏、秋、冬、春,酸雨频率随季节的变化不显著.对同期15个观测站的电导率变化的分析显示,12年间华东地区降水的电导率呈现先稳定后变幅增大的趋势,降水酸度和电导率的年际变化存在显著的正相关关系.应当对影响降水酸度和电导率的相关大气成分加强监测与研究.     

福建省区域酸雨特征及成因分析

利用2007—2014年福建省邵武、福州、永安和厦门4个气象观测站的酸雨监测资料,统计分析了福建省不同区域酸雨的时空变化和强酸雨变化特征,并对酸雨成因进行了初步探讨。结果表明:2007—2014年福建省降水年平均pH值为4.64—4.97,达中度酸性标准,pH值呈逐年升高的趋势,降水酸度呈逐渐减弱的趋势,强酸雨发生频率呈下降的趋势。邵武和福州地区为酸雨高发区,邵武地区降水酸度最强,酸雨和强酸雨发生频率最高,2011年后两个地区降水酸度均减弱,强酸雨发生频率均降低;厦门和永安地区为轻酸雨区,永安地区全年基本无强酸雨发生,由于两个地区酸雨发生频率增加,累积酸雨量比例增大,2012年后两个地区降水酸度均呈不同程度的增强。福州、厦门和邵武地区月酸雨变化均表现为一定的规律性,冬春季酸雨污染较重,夏季酸雨污染偏轻;永安地区则相反,秋冬季降水呈碱性,春季有轻微的酸雨污染。2007—2014年福建省降水月平均pH值4.50的概率分别为:永安地区0.0%、厦门地区4.2%、福州地区29.2%和邵武地区42.7%,均呈逐年下降的趋势。城市致酸污染物排放、酸性物质的省际输送、地理环境和天气条件是造成福建省区域性酸雨污染的原因。     

长春的一次酸性大暴雨

1984年8月10—11日,受8407号台风减弱的低压影响,四平、长春、白城地区的东南部和吉林地区的北部降了暴雨和大暴雨。这次大暴雨是一次稳定性的层状云降水。最大降水量在长岭县的太平川镇,达201毫米,长春降水量为128毫米。 在这次降水过程中,分别在长春市区(省气象科学研究所)和郊区(市气象站)对降水酸度进行了监测。市区从10日03时50分降水开始至11日04时06分降水结束,共采样126个,郊区采样17个。从雨水酸度随时间的变化(图 1)可知,郊区pH值的变化范围为5.50—6.54,平均为5.74,酸雨样品占11.8％。而市区pH值变化范围较大,为4.52—6.70,平均为5。26,酸雨样本有86个,占68.3％。郊区pH值的波动没有市区大,但变化趋势与市区基本上一致。     

青藏高原4月感热通量异常对长江以南夏季降水的影响

基于1980—2015年青藏高原、长江以南地区的站点资料,利用EOF、小波分析等方法,分析了青藏高原及各分区4月的感热通量和长江以南地区夏季降水特征,以及它们之间的相关性。结果表明:喜马拉雅地区(关键区) 4月感热通量可以作为长江以南地区夏季降水的预报因子之一;青藏高原4月感热通量和长江以南地区夏季降水均存在4 a主周期和8 a副周期,在1998年、2011年前后出现转折;高原整体、E区、G区4月感热通量均与长江以南地区夏季降水呈负相关;高原关键区4月感热通量偏弱时,长江以南地区高空(850 hPa)处于深槽槽前,西部配合有切变线系统,斜压性很强,空气相对湿度很大,利于长江以南地区降水,反之亦然。     

不同城市的雨水酸度分析

本文通过长春市区和郊区、四平、怀德四站1983—1984年酸雨监测资料的统计分析,给出了降水酸度的时空分布规律;给出了pH值与风向、风速、降水类型、逆温层等气象要素的关系;pH值与雨水化学组分的关系;并比较了市区和郊区,大、中、小不同城市雨水酸度的差异。表明酸雨的形成以局地污染源为主。     

青岛降水的酸性分析

根据１９８９年至１９９４年青岛气象台的酸雨监测资料，分析了酸雨的时间变化特征及降水的酸性与风向、风速、降水量、降水强度等的关系。统计发现，酸雨样本占总样本的７１．５％，其酸雨量占总雨量的６８％；酸雨多出现在秋、冬季，夏季较少；一日中凌晨和傍晚降水酸性较大。由于监测站和污染源区在市区的相对位置不同，故降雨酸度又受降雨时风向、风速的影响。     

河南地区酸雨分布及成因初探

通过对河南省1986～1991年大气降水监测资料的分析,发现了河南地区酸雨的时空分布规律:南阳、洛阳、郑州三地酸雨较为严重;市区比郊外严重;酸雨主要出现在冬季.燃煤所排放的大量硫氧化物是产生河南地区酸雨的主要原因.     

北京地区酸雨特征及影响因素

利用2003—2008年北京地区3个酸雨观测站(北京市观象台、昌平站、上甸子站)的酸雨观测资料并结合探空及大气成分资料,分析了近年来北京地区的酸雨变化特征,研究了不同气象条件和大气污染物对酸雨的影响。结果表明:2003—2008年降水平均pH值均小于5.6,且近6年来,降水pH值呈波动下降的趋势。北京地区夏、秋两季降水平均pH值及K值较春、冬季节低;pH值及K值随降水量的增大呈下降趋势,而强酸雨频率则随降水量的增大呈上升趋势;在偏南气流影响下,降水酸度增强且酸沉降量大,酸雨污染严重;当连续发生逆温状况时,酸雨出现频率增大;大气污染物SO_2,NO_2,PM_(2.5)的浓度与降水pH值成负相关关系,说明近地层污染物浓度对降水酸度有重要影响。     

广州市区酸雨初探

本文通过对广州市区雨水酸度的分析,认为广州是酸性基础甚强的城市,酸雨出现的频率为60%左右,并有冬春强,夏秋弱的季节变化趋势。指出逆温和微风等稳定天气条件是产生酸性降水的有利天气条件。对水样的化学分析结果可见,广州酸雨中SO₄=为主要酸根,各类酸根的浓度变化受环境和人为因素的影响较大。阳离子浓度的强弱对市区酸雨起着重要的缓冲作用,在碱性污染源附近尤为明显。水化学分析结果表明局地污染源的作用是明显的,所以广州市区酸雨主要是由于本地大气污染所致。      

2006年“珍珠”台风影响期间福建省降水酸度分布特征分析

利用2006年"珍珠"台风影响福建省期间的酸雨监测资料和新一代天气雷达回波资料,对城市降水酸度分布特征及福州市短时段降水酸度进行分析,结果表明:来自海上的台风降水呈偏碱性;登陆后台风对福建省城市降水酸度的影响与其螺旋雨带上降水云团的移动路径及城市周边污染源分布有关;"珍珠"台风的短时段降水酸度并非保持恒定,对福州市降水酸度的影响会随着台风强度、风场结构的变化及螺旋雨带上降水云团途经下垫面城市大气污染排放状况而发生改变.     

2006-2010年南宫酸雨变化特征及影响因素

利用2006-2010年南宫酸雨观测资料和地面资料、结合邢台探空资料及天气形势,采用数理统计方法,分析南宫酸雨变化特征及不同气象条件对酸雨的影响。结果表明：近年来南宫降水平均pH值均小于4.70,酸雨频率大于50%,属于重酸雨区或较重酸雨区。降水酸性在夏秋两季较强,而酸雨出现频率则在秋冬两季较大,降水电导率冬季最大。南宫酸雨多出现在主导风向为偏东风、静风及北-西北风|高空天气系统为切变线时,酸雨及强酸雨频率随降水量级增大而增大|酸雨强度随相对湿度和逆温增加而增强。     

泰山酸雨特征及影响因素分析

利用2006—2015年泰山气象站的降水pH、电导率、降水量和风向风速资料,统计分析了泰山酸雨特征和变化趋势,探讨了降水量和风向风速对酸雨的影响。结果表明,泰山降水年均pH变化范围为4.31～4.99,酸雨发生频率达到69.3%;pH随降水量的增加而趋于5.60（中性）;5月至次年1月的月均pH与月平均过程降水量的变化趋势一致;月均电导率与月平均过程降水量的变化趋势相反。泰山降水期间盛行西南风,在南风和东北风条件下,酸雨出现频率最高且酸性最强,这主要是风速风向因素和人为排放源分布共同导致的。近10 a泰山降水酸性程度有所减弱,酸雨频率明显下降,表明近年来酸雨污染情况有所改善,有利于保护泰山生态环境。     

2006—2019年山西省酸雨变化特征分析

利用2006-2019年山西省五台山、大同、太原、长治、侯马5个站酸雨观测资料,分析山西省不同时间尺度上酸雨次数和频率、降水pH、电导率K值的变化以及空间分布特征,不同酸度各雨量等级酸雨频率变化特征。结果表明：2006-2019年山西省酸雨次数和酸雨频率均呈下降趋势,年平均pH值范围为5.43-6.49,年平均电导率K值范围为73.4-120 μs·cm^-1;四季中,秋季平均pH最小,为5.70,春季最高,为6.11,电导率K值春季较高;各月相比,9月酸雨pH值最低,为5.58,4月最高,为6.20,月平均酸雨频次和降水pH值呈负相关,相关系数R为0.96。各站相比,太原降水年平均pH以及电导率K值均显著高于其他城市,酸雨pH值依次为太原（6.90）>长治（5.95）>大同（5.71）>侯马（5.57）>五台山（5.55）。不同等级降水酸雨发生频率差别较大,小雨（1.0-10.0 mm）时酸雨发生频率最大,强酸雨和弱酸雨频率分别为54.9%和67.0%,当降水量超过10.0 mm以后强弱酸雨发生的频率均随降水量增加而减小。     

2006—2010年南宫酸雨变化特征及影响因素

利用2006—2010年南宫酸雨观测资料和地面气象资料,结合邢台探空资料及天气形势,采用数理统计方法,分析南宫酸雨变化特征及不同气象条件对酸雨的影响。结果表明：近年来南宫降水平均pH值均小于4.70,酸雨频率大于50%,属于重酸雨区或较重酸雨区。降水酸性在夏秋两季较强,而酸雨出现频率则在秋冬两季较大,降水电导率冬季最大。南宫酸雨多出现在主导风向为偏东风或静风及北—西北风;高空天气系统为切变线时,酸雨及强酸雨频率随降水量级增大而增大;酸雨强度随相对湿度和逆温增加而增强。     

近5a江苏省苏南五市酸雨分布特征分析

统计江苏省苏南地区南京、镇江、常州、无锡和苏州5市7个酸雨监测站2007年1月至2011年12月的酸雨监测资料得到:(1)酸雨发生频率以东山最高,南京最低;2011年最低,2009年最高。强酸雨发生概率以东山最高,溧阳最低;3站同时出现强酸雨的概率最高,7站同时为强酸雨的仅2009年2月22日1 d。(2)四季均为酸性降水;酸雨强度以东山最强,溧阳最弱。2011年呈弱酸性,其余3 a呈强酸性。     

2012—2017年京津冀区域酸雨变化特征

利用2012-2017年京津冀区域26个酸雨观测站观测资料,基于GIS插值方法研究平均降水pH值和酸雨频率空间分布特征,分析酸雨区月、季和不同降水量等级下酸雨变化特征,探讨该区域酸雨的成因。结果表明：2012-2017年京津冀区域酸雨污染面积呈下降趋势,2012-2014年重酸雨区和2012-2013年酸雨频发区主要分布在承德、唐山、秦皇岛三市交界;2017年酸雨区面积（占比为15%）和酸雨频率多发区以上面积（占比为17%）比2012年分别减少了63%和52%;较弱酸雨频率出现最高,83%的特强酸雨出现在2012年和2013年。酸雨区秋季平均降水pH值最小,酸雨频率最高,秋季酸雨污染最为严重;冬季空气中污染物增多导致降水K值增大。中雨量级的平均降水pH值最小,小雨量级酸雨出现次数占比和降水K值最大;暴雨过程后减轻酸雨污染的程度。2011年后NO_x排放量超过了SO₂排放量,酸雨污染由"硫酸-硝酸型"逐步向"硝酸型"转变;减少SO₂和NO_x排放是降低京津冀区域酸雨污染的重要举措。