浅析景德镇市酸雨气候特征的论文

2021-05-28 论文

　　引言

　　我国酸雨（酸雨通常是指表示酸碱度指数的 PH 值低于 5.6 的酸性降水）正呈蔓延之势，是继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区[1]。截至 2012 年底，我国气象部门已经有 357 个酸雨观测站了，据监测数据表明，我国酸雨区主要范围覆盖华南、江南、华东和华北大部，西南地区东部以及东北和新疆的部分地区。近年来，国外发达国家在研究酸雨来源和大气污染物迁移机理的同时，更多的关注缔结国际性公约，将缓解环境酸化、富营养化和地面臭氧纳入集成的统一战略。而我国在酸化模型的应用方面得到了一定的发展，酸雨研究注意气候特征、季节变化与发展趋势。徐梅等[2]对京津地区的酸雨研究指出：酸雨频率秋冬高，而春季和初夏低，2002 年以前酸雨状况有所改善，2002 年以后酸雨状况日趋严重。黄蕙青等[3]在对广西酸雨研究表明：广西频率较高，酸度较大，夏半年酸雨频率较低，冬半年酸雨频率较高。酸雨形成与大气环流密切相关，主要影响天气系统是高空槽、切变线和锋面，约占广西酸雨的 76%，而其它天气系统造成的酸雨所占的比例为 24%。巴金等[4]在对重庆地区酸雨研究表明：酸雨在冷季（秋、冬）较暖季（春、夏）要强。西南部降水酸性较强，受污染程度也较严重，但没有明显的变化趋势，东北部大多为弱酸性降水，且受污染程度也较轻，但是日趋酸化和污染加重的趋势却较明显。季节变化尤为明显。其中夏秋两季 PH 值的明显减小是其近 10 年来酸化加重的主要原因。我国在酸雨研究方面已经取得了重大的进展，许多研究成果被应用于酸雨的控制，但由于酸雨不断加重和酸雨问题的复杂性，许多问题还需要深入研究。酸雨污染影响因素主要受到致酸物质的排放种类和数量、气象条件、长距离输送过程中的大气光化学反应及土壤碱性等因素的综合影响，其中致酸物质的局地排放是一个不容忽视的重要影响因素[5-9]。我国主要的能源仍然是煤，随着能源结构的不断变化和汽车用量的增多，导致目前酸体物比例的变化和排放量的.增长，据预测，到 2020 年我国酸雨区将继续扩大，降水的酸性继续升高，我国的酸雨研究与治理工作任重而道远。景德镇市作为闻名世界的瓷都，其环境特征也备受关注。

　　本文分析景德镇市 2006 年 7 月 1 日至 2012 年 12 月 31 日酸雨和电导率观测资料及降水量等气象要素资料，对酸雨的气候特征和酸雨与气象要素的关系进行分析，以期发现景德镇市酸雨的成因，了解到酸雨的时空变化和发展趋势，以便及时采取对策酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观会带来严重的危害。

　　1 景德镇市酸雨的年变化特征

　　根据《酸雨观测规范》，每日 08 时后要对前一日 08-当天 08 时 24 小时总降水量≥1.0毫米进行测量 PH 值和电导率。采用中国气象局对酸雨强度的分级，PH＜4.5 为强酸雨、4.5≤PH＜5.6 为弱酸雨、PＨ≥5.6 为无酸雨的定义，对景德镇市气象局酸雨观测站的 2006 年7 月 1 日至 2012 年 12 月 31 日期间 692 次酸雨观测资料进行分析：

　　2006 年 7 月至 2012 年 12 月，景德镇市酸雨频率为 94.2%，其中强酸雨频率为 63.0%，弱酸雨频率为 31.2%。7a 平均 PH 值 4.42，平均Ｋ值为 60.5μS·cm－１。PH 最小值为 2.87，出现在 2008 年 4 月 14 日。PH 最大值为 7.43，出现在 2011 年 10 月 1日。在近 7a 年平均酸雨强度监测表明，强酸雨频率呈现减少趋势，年平均 PH 值呈增大趋势、年平均 K 值呈减小趋势。

　　2012 年酸雨观测年报中有关酸雨区和酸雨频率等级划分，年平均降水 PH 值≥5.6 为非酸雨区；4.5≤PH＜5.6，为轻酸雨区；PH＜4.5，为重酸雨区。从 2006～2012 年的监测来看，年平均降水 PH 值在 4.5 以上的有 2006 年、2011 年和 2012 年，分别为 4.60、4.66、4.58，这几年景德镇属轻酸雨区。年平均降水 PH 值在 4.5 以下的有 2007 年、2008 年、2009 年和2010 年，分别为 4.20、4.40、4.27 和 4.31，这四年景德镇又属于重酸雨区。但这 7 年的总年平均值为 4.42，在 4.5 从下，所以总体来讲，景德镇市属于重酸雨区，但随着气候变化又有一定的变率，有些污染物输送不明显的年景处轻酸雨区中。

　　根据国家规定：酸雨频率 F≤5%，酸雨偶发；5%＜F≤20%，酸雨少发；20%＜F≤50%，酸雨多发；50%＜F≤80%，酸雨频发；F>80%，酸雨高发。监测数据表明，景德镇市酸雨污染非常严重，酸雨频率 F 为 94.2%，属酸雨高发区。

　　2 景德镇市酸雨的季变化特征

　　2.1 景德镇市酸雨 PH 值季变化

　　按气象划分法来划分四季：春季（3 月至 5 月）、夏季（6 月至 8 月）、秋季（9 月至 11月）、冬（12 月至 2 月）进行平均，按此划分法来统计 2007 年 1 月至 2012 年 12 月时段中四季的降水 PH 平均值的变化情况和酸雨频率。从下图可以看出，所有年份的冬季的 PH 季平均值都在 4.50 以下，即冬季景德镇市降水基本上都是强酸雨。而 2009 年的四季降水 PH 季平均值均在 4.50 以下,表明近几年中以 2009 年酸雨危害最强。酸雨 PH 值四季分布的总体特征是：冬季稍低于春季,从春季到夏季 PH 值明显升高,秋季到冬季又逐渐降低,以冬季为最低。这说明在景德镇市，冬季的酸雨污染程度比其他季节要严重。

　　3 景德镇市酸雨月变化特征

　　3.1 景德镇市酸雨与降水量、气温、K 值月分布特点

　　景德镇市的酸雨有一定的月分布规律，6 月、7 月、8 月 PH 平均值较大，降水酸度小，即这三个月中酸雨的危害较轻。12 月、1 月、2 月、3 月 PH 平均值最小，降水酸度大，而且强酸雨频率也是这 4 个月最大，其中 12 月份的强酸雨频率高达 91.5%，即此四个月中酸雨的危害最重。而由于这 4 个月的平均气温在全年最低，所以景德镇的强酸雨与气温有一定的相关性，气温低时，出现强酸雨的频率明显增多。这些特征与我国南方的福建北部酸雨特征相似。

　　本文分析了景德镇市酸雨的气候特征，分析景德镇市酸雨资料，对比了降水量、酸雨及酸雨频率，主要结论如下：

　　（1）景德镇市酸雨污染非常严重，酸雨频率 F 为 94.2%，属于重酸雨区，酸雨给景德镇市带来的灾害在不同的年份可能会有明显的差别。强酸雨与强酸雨降水量、弱酸雨量与弱酸雨降水量年际变化较大的原因是景德镇市酸雨监测值在 4.5 附近的较多，前面的年际变化分析也指出，有些年份景德镇处重酸雨区中，有些是处轻酸雨区。由于强酸雨、弱酸雨带来的危害程度不一，而且随着年际不同，酸雨相对降水量也对应不一致，所以在不同年份酸雨的危害也会不同。

　　（2）冬季的酸雨频率很高，可达到 97%～100%，春秋次之，夏季最低。对景德镇市而言，无论是酸雨强度还是酸雨频率，都是冬季最为严重，夏季相对较轻。

　　（3）景德镇市的酸雨有一定的月分布规律，6 月、7 月、8 月 PH 平均值较大，降水酸度小，即这三个月中酸雨的危害较轻。景德镇的强酸雨与气温有一定的相关性，气温低时，出现强酸雨的频率明显增多。这六年半期间共有 54 个月的酸雨频率为 100%，只有 9 个月的酸雨频率低于 80%，最低为 33%，出现在 2006 年 8 月。酸雨 PH 平均值与酸雨 K 平均值有一定的反相关，与平均气温、月降水量有较好的正相关。

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