湖北省襄阳市酸雨变化特征及成因分析

■　佘运江　佘晨旭　聂成

（1湖北省襄阳市气象局湖北襄阳441021；2湖北省南漳县气象局湖北襄阳441021）

湖北省襄阳市酸雨变化特征及成因分析

■佘运江1，2佘晨旭1，2聂成1，2

（1湖北省襄阳市气象局湖北襄阳441021；2湖北省南漳县气象局湖北襄阳441021）

利用襄阳国家基本气象站2005-2014年的酸雨观测数据，统计分析襄阳市降水PH值和K值的月变化和年变化特征以及各时期的酸雨频率等，了解襄阳市近10年的酸雨变化特征，分析酸雨发生的主要原因。

酸雨pH值K值

酸雨是指降水pH值小于5.60的大气降水。酸雨会对生态、农业、林业、建筑和人民生活带来极大的危害，已成为全球倍受关注的环境污染问题之一，研究酸雨的发生发展规律，为政府制定城乡规划，规划政治文化区、工业园区、居民生活区、文化旅游去及实现国家粮食安全都有重要意义。

1　资料来源与处理方法

本文所用资料为襄阳国家基本气象站2005年1月至2014年12月的酸雨观测月数据文件（S文件）。襄阳国家基本气象站于2004年10月起开展酸雨观测业务，严格按照中国气象局《酸雨观测业务规范》的技术要求来进行仪器设置、药品配置、降水采样、样本测量和数据上传，所采集的降水样品8-8时降水量大于等于1.0 mm时，测量pH值及电导率K值。

本文降水PH平均值算法采用规范中的氢离子浓度-雨量加权平均法，其计算表达式为：

计算降水PH季平均值时，n为该季中所有有效降水样品的份数。计算降水PH年平均值时，n为全年中所有有效降水样品的份数，而计算10年PH平均值则是这10年的年平均值的算术平均。

酸雨频率是指某一时段内酸雨天数占有效降水样本数的百分比。酸雨相对降水量是指某一时段内PH值达到酸雨标准的所有降水样品的降水量之和占该时段总降水量的百分比。

图1　襄阳市年酸雨平均变化情况

图2　(a)襄阳市月酸雨平均百分率

图2　(b)襄阳市月酸雨平均ph值

图3　襄阳市酸雨K值平均变化情况

目前，中国气象局在酸雨监测服务中采用的标准是降水PH＜4.5为强酸雨，5.6＞pH≥4.5为弱酸雨，pH≥5.6为非酸雨。

2　特征分析

2.1襄阳市酸雨基本特征

2005年1月至2014年12月襄阳市有效降水样本数（酸雨观测次数）为712天，酸雨（ph<5.6次数，以下同）天数为569天，pH值小于5.60的样品频率为79.9%;其中弱酸雨(pH值5.60～4.50以下同)出现频率为38.6%，强酸雨 (pH值<4.5，以下同)出现频率为41.3%，降水样品年平均PH值为4.58，按一般酸雨区划分，襄阳市应为中度酸雨区。PH最小值为2.96，出现在2009年11月11日，PH最大值为7.38，出现在2011年3月21日。

2.1.1酸雨的年变化特征

襄阳市观测站降水pH值的趋势分析见图1，10年来襄阳年平均pH值介于4.13～5.69之间，其年际变化基本呈小幅波动变化状态，其中2008年最小为4.13；2005年最大为5.69。pH值<5.6出现次数自2005年-2008年逐年增加，2008年以后在高位波动。年平均pH值4.58接近强酸雨标准4.5，表明襄阳市酸雨形势十分严峻。酸雨出现百分率除2005年较小为43%外，其余9年在78% ～92%之间，表明酸雨发生几率十分高。强酸雨百分率2005年以后逐年增大，2007年达最大67%，随后便逐年减小。

2.1.2酸雨的季节变化特征

从图2：襄阳市月酸雨平均变化情况（a）可以看出，襄阳秋冬季（9月到次年2月）为酸雨高发季节，降水中酸雨出现频率达90%，尤其是12月份酸雨出现频率达100%；强酸雨出现频率也较高达57%，最高为1月份达73%。春夏季（3-8月）酸性降水出现频率相对较少，在69%至80%之间，酸性降水频率总体的季节分布趋势为冬季大于秋季大于夏季大于春季。降水pH值小于4.5的强酸雨发生频率为冬季最多，夏季最少。从图2（b）可以看出，各月降水pH值平均集中在2.93—4.85之间，秋冬季降水pH值都小于4.5的强酸雨标准。

2.1.3降水K值(电导率)的变化情况

从图3（a）襄阳市K值的月变化曲线可以看出，冬季K值最大，在92μS.cm-1以上，春、秋季在61—92μS.cm-1之间，夏季最小在36—55μS.cm-1之间。

3　酸雨成因分析

3.1当地酸性气体的排放

襄阳市当地向大气排放SO2，污染物主要是通过工厂的低烟囱点源和居民燃煤采暖的面源2个途径。一方面，随着近年来襄阳地区经济建设的迅速发展，工业布局密集程度不断提高，从而SO2的工业排放量也随之缓慢上升。另一方面，从多年来酸雨出现的频率可以看出，12月频率值为100%，属于全年酸雨高发月份，而12月正是襄阳市供暖初期，表明襄阳市当地酸性气体的排放对形成酸雨的贡献较大。

3.2气候条件

襄阳属北亚热带季风型大陆气候过渡区，有四季分明,冬干夏雨等特点，平均年降水量在873mm，其中2/3的降水集中在夏季，而前文分析可见，近年来襄阳市夏季降水酸性最弱，冬季降水酸性最强，主要原因是夏季频繁降水，空气中的污染物得到及时冲刷和稀释，导致夏季降水酸性最弱。冬季因降水稀少，空气中的污染物不断累积，导致冬季降水酸性最强。

4　结论与讨论

（1）襄阳市酸雨的年变化特征是年平均pH值介于4.13～5.69之间，其年际变化基本呈小幅波动变化状态，年平均pH值4.58接近强酸雨标准4.5。酸雨发生几率十分高，发生百分率大多在78% ～92%之间。

（2）酸雨的季节变化特征是秋冬季为酸雨高发季节，降水中酸雨出现频率达90%，春夏季（3-8月）酸性降水出现频率相对较少，在69%至80%之间，酸性降水频率总体的季节分布趋势为冬季大于秋季大于夏季大于春季。

（3）降水K值(电导率)的变化特征是冬季K值最大，在92μS. cm-1以上，春、秋季在61—92μS.cm-1之间，夏季最小在36—55μS.cm-1之间。

（4）从成因看，襄阳市当地排放到大气中的SO2和NOx等酸性物质是造成当地酸雨生成的主要因素。因襄阳市具有冬干夏雨的气候特点，导致酸雨强度冬强夏弱。

[1]中国气象局.酸雨观测业务规范[M].北京：气象出版社，2005.

[2]连东英.厦门市酸雨分布特征与气象条件的关系分析.环境科学与技术，2009.5: 107-111.Vo1.32 No.5M，2009.

[3]冯砚青.中国酸雨状况和自然成因综述及防治对策探究 [J].云南地理环境研究，2004，16(1)：25-28.

4[文献码]B

1000-405X（2016）-3-425-2