吴建明;邹海波;贺志明
【摘 要】利用江西省气象部门12个酸雨监测站2007-2011年的观测资料,分析了江西省酸雨的时空分布特征.结果表明,近年来江西省酸雨污染总体上有缓和趋势.夏半年酸雨污染较轻,其中8月的污染最轻；冬半年酸雨污染较重,其中1月的污染最为严重.整个江西省都受到酸雨污染的威胁,但污染程度分布不均,江西中西部的吉安、宜春以及东北部的景德镇污染较为严重,江西中东部的鹰潭、上饶以及西部的萍乡污染较轻.通过对酸雨与气象条件的关系分析发现,江西省降雨的pH值随降雨量的增加先减小再增大,小雨、中雨和大雨的pH值较小,而暴雨和大暴雨的pH值较大.850 hPa层为北风(N)、东北偏北风(NNE)、东北风(NE)或东北偏东风(ENE)(总方向角为348.75°-78.75°)时,南昌降雨pH值较高,东南偏东风(ESE)时南昌降雨的pH值较低；850 hPa层为东风时赣州降雨的pH值较高,北风(N)时赣州降雨的pH值较低. 【期刊名称】《气象与减灾研究》
【年(卷),期】2012(035)002
【总页数】6页(P45-50)
【关键词】莱芜旅游景点哪里好玩酸雨;pH值;频率;气象条件
重庆游轮中心【作 者】吴建明;邹海波;贺志明
【作者单位】抚州市气象局,江西抚州344000;江西省气象科学研究所,江西南昌330046;吉安市气象局,江西吉安343000
【正文语种】中 文
【中图分类】P426.65
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酸雨是指pH值低于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水，其形成最主要是工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫（SO2），燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物（NOX）在大气或水滴中转化为硫酸和硝酸所致［1］。1872年Smith首次提出“酸雨”这一概念［2］。之后，国内外学者在酸雨形成、危害和防治等方面进行了系统研究。酸雨严重危害人体健康，危害农作物，破坏森林和水域生态系统，危害生物多样性，
并能够对建筑物的安全造成危害。1972年，瑞典政府把酸雨作为一个国际性的环境问题提出并引起了各国政府的广泛关注，其后欧美一些国家相继发现酸雨与森林大面积退化及湖泊酸化有着直接关系，并运用数值模拟技术模拟了氮、硫化物沉降对森林土壤的影响［3-5］。
20世纪70年代末，酸雨问题也引起了中国的重视，环保和气象部门先后在全国布设了酸雨监测站［6-7］。戴树桂等［8］指出，20世纪80年代中期，我国年均降水pH值小于5.6的地区主要在西南、华南以及东南沿海一带，90年代以后，我国酸雨污染面积不断扩大，酸雨区面积有所扩大，以江西南昌和湖南长沙等城市为中心的华中酸雨区污染水平超过西南酸雨区，虽然西南酸雨区酸雨强度有所缓和，但仍维持较严重的水平。我国的酸雨属于硫酸型酸雨，这是由于我国国民经济正处于迅猛发展的过程中，随之而来的是化石燃料的消费逐年升高，大量致酸物质的排放造成的［9］。
酸雨的强度和时空分布除了与SO2、NOX等污染源的排放直接相关外，还与大气稳定度、温度、风场以及降雨量等气象条件有着密切的关系。权建农等［10］研究指出，气象场不仅影响污染物在大气中的化学过程，还影响污染物在大气中的传输过程，而这个传输过程
决定了污染物在大气中的分布。张新玲等［11］利用三维欧拉型污染物长距离输送模式，模拟分析了中国大陆硫氧化合物（SOx）的分布情况。结果表明，气象条件的变化会明显影响SOx的分布形势，在气象条件变化显著的西北及青藏高原地区，气象条件对SOx的影响通常大于排放源的影响。因此，文中将分析江西省酸雨分布特征以及与气象条件的关系，为控制和防治酸雨污染、提高环境质量以及做好区域环境规划提供参考依据。
上海迪士尼门票文中所用的酸雨资料由江西省气象信息中心提供，包括江西省气象部门12个（萍乡、宜春、井冈山、泰和、赣州、寻乌、广昌、南昌、鹰潭、上饶、景德镇、庐山）酸雨监测站（图1）的逐日观测资料，资料长度为5年，即2007年1月1日至2011年12月31日。降雨量资料为这12个酸雨监测站的同期观测资料。江西省地形资料选用分辨率为4 km的MODIS和GWD地形数据。为了研究风与酸雨的关系，文中还使用了江西省气象信息中心提供的南昌和赣州两探空站2007—2011年每日08时850 hPa高度的风向资料。
利用江西省12个监测站2007—2011年的降雨pH值资料，制作了江西省降雨pH值和酸雨发生频率（某月里酸雨出现次数与总降雨次数之比）的逐月演变图（图2）。由图2可以看出，江西省降雨pH值较低（小于5.0），酸雨出现的频率较高（大于86%），这表明江西
省整年都受到酸雨污染的威胁。江西省pH值和酸雨频率具有明显的反位相特征，即pH值高（低）时酸雨频率低（高）。江西省降雨pH值和酸雨频率都有明显的季节变化特征，夏半年（5—10月）降雨pH值相对较大，大于4.6，酸雨频率相对较低，小于88%，其中7—8月为pH值最大（大于4.9）、酸雨频率最低（不足80%）的两个月份。冬半年（11—4月）降雨pH值较小（小于4.6），酸雨频率较高（大于90%），特别是1—3月，降雨pH值小于4.4，酸雨频率大于92%。这与北京地区酸雨变化特征明显不同，北京地区除了1—3月降雨pH值较低外，夏季6月和8月的降雨pH值也较低［12］。以上分析表明，江西省整年都受到酸雨污染的威胁，但夏半年（特别是7—8月）酸雨污染较轻，冬半年（特别是1—3月）酸雨污染较严重。
表1 给出了江西省降雨pH值与酸雨出现频率的年际变化情况。可以看出，2007—2011年江西省降雨pH值从4.5逐渐增大至4.8，酸雨酸度有所降低。江西省酸雨出现频率虽然在2009以前有上升趋势，但2009年以后逐渐下降，到2011年酸雨出现频率为86.3%，为江西省2007—2011年酸雨频率最低的年份。以上分析表明，江西省酸雨出现频率较高，近2年江西酸雨污染程度有缓解趋势。
江西省降雨pH值分布（图3a）显示，整个江西全境的pH值都小于5.0，这表明整个江西地区都受到酸雨污染的威胁。江西降雨pH值有着显著的空间分布特征，江西中西部的宜春和吉安地区以及江西东北部的景德镇地区降雨pH值较低，小于4.4，部分地区更是小于4.2（图3a），为酸雨严重污染区；江西中东部的南昌、鹰潭和上饶以及江西西南部赣湘边界罗霄山脉附近的萍乡和井冈山区域降雨pH值相对较大，大于4.6，部分地区更是大于4.8（图3a），为酸雨轻度污染区。江西省酸雨发生频率分布形势（图3b）与江西省降雨pH值分布形势相似，酸雨高（低）频区与pH值低（高）值区对应，即江西中西部的吉安和宜春以及江西东北部的景德镇酸雨出现频率较高，超过了95%，江西中东部的鹰潭和上饶以及江西西部的萍乡酸雨出现频率较低，低于80%。
酸雨是大气中部分SO2和NOX等致酸物质溶解雨水后形成的，故降雨是酸雨发生的必要条件，但酸雨的强度并不是随降雨量的增加而增加。为了揭示江西省酸雨强度与降雨量的关系，选择江西省酸雨污染程度重（泰和）、中（赣州）和轻（鹰潭）三地的降雨量资料和pH值资料进行分析。按照降雨量大小将每次酸雨期间所取得的降雨量分为5个等级：小雨（0.1—10 mm）、中雨（10—25 mm）、大雨（25—50 mm）、暴雨（50—100 mm）和大暴雨（大于100 mm）。图4给出了泰和、赣州和鹰潭酸雨观测站不同等级降雨量与降雨
杭州有哪些古镇和老街pH值的关系。可以看出，泰和、赣州和鹰潭降雨的pH值都随着降雨量级的增加先减小再明显增大，江西省另外9个酸雨监测站降雨量与降雨pH值的关系也与之类似（图略），即降雨的pH值会随降雨量级的增加先减小再明显增大，小雨、中雨和大雨所对应的降雨pH值较小（降雨酸性强），暴雨和大暴雨（特别是大暴雨）的降雨pH值明显较大（降雨酸性弱），这与湖北省的酸雨特征一致［13］。事实上，在降雨开始时，大气中SO2和NOX等致酸物质的浓度较高，溶于雨水的致酸物质会随着降雨量的增加而增加，这就是图4中降雨的pH值在降雨量级从小雨增至大雨过程出现减小的主要原因。随着雨水不断地将大气中的致酸物质携带至地表，在降雨持续一段时间后，大气中的致酸物质浓度减小，溶于雨水的致酸物质也随之减少，这是图4中暴雨和大暴雨的pH值明显增加的原因之一。另外，随着暴雨和大暴雨对应的降雨量的增多，雨水对致酸物质的稀释也会使降雨的pH值升高。江西省降水集中期分布在夏半年，且暴雨和大暴雨天气过程多发频发［14-17］，冬半年雨水相对偏少，多为小雨和中雨天气。如图2显示，江西省夏半年酸雨出现频率低，降水的pH值高，冬半年酸雨出现频率高，降水的pH值低。
降雨的酸度不仅受到局地SO2和NOX等致酸物的影响，还与致酸物质在大气中的输送密切相关，高空致酸物质可以通过大气输送影响到数千千米范围内的降雨酸度。一般情况下，
风向影响致酸物质的水平迁移扩散方向，不断将致酸物质向下风向输送，从而对下游地区产生影响。1 500 m左右的高度是大气中SO2等致酸物质运输的主要高度［18］，该层处于边界层以上，受局地地形和大气污染的影响较小，能够较好地代表污染物输送的影响。因此，文中选用江西省南昌和赣州两个探空站850 hPa高度的风向资料来分析风向对酸雨的影响。
将南昌和赣州两个探空站的850 hPa风向资料（角度）划分为16个方位，并对计算出不同方位风向下降雨的pH值。图5给出了南昌站和赣州站850 hPa不同方位风向与降雨pH值的关系。可以看出，在北风（N）顺时针旋转至东北偏东风（ENE）的风向下，南昌降雨的pH值较高（大于4.9），其中东北偏北方向（NNE）时，南昌降雨的pH值最高，为5.6；东南偏东风（ESE）风向下，南昌降雨的pH值最低，仅为4.3，西北偏西风（WNW）对应的降雨pH值次之，为4.5，其余风向对应的降雨pH值为4.7—4.9。从图5b可以看出，与图3a的一致，赣州站的降雨pH值明显较南昌站的降雨pH值低，其中东风（E）对应的降雨pH值最高，仅为5.0，其余风向对应的降雨pH值均小于4.7，其中北风对应的降雨pH最低，为4.2。
以上分析表明，南昌上空850 hPa层为北风（N）、东北偏北风（NNE）、东北风（NE）和东北偏东（ENE）（总方向角为348.75°—78.75°）时，南昌降水的pH值较高，酸雨污染较轻；东南偏东风时酸雨污染较重。赣州区域在东风时酸雨污染较轻，北风时酸雨污染最为严重（pH值仅为4.2）。赵艳霞等［19］研究表明，中国酸雨主要位于长江以南地区，安徽的酸雨污染明显较江西轻，而850 hPa层为北风、东北偏北风、东北风或东北偏东风时，南昌上的空气主要来源于安徽上空，大气中的致酸物质较少，降雨的pH值较高。吴贤笃等［20］研究发现，浙江温州为严重的酸雨污染区，冬半年月平均的降雨pH值均小于4.2，一年中有9个月的酸雨频率达到了100%，当南昌上空850 hPa层为东南偏东风时，会将污染较重的温州的致酸物质输送至南昌，进而致使南昌降雨pH值降低。图3a表明，江西中西部（泰和、宜春酸雨监测站）都是江西的酸雨污染最严重的地区，因此在赣州上空850 hPa层为北风时，北风会将吉安和宜春区域的致酸物质输送至赣州，这是北风时赣州降雨pH值最低的主要原因。赵艳霞等［19］研究还表明，江西以西的湖南、贵州和广西的酸雨污染明显较江西东南面的福建严重，因此赣州850 hPa层为偏西风时，偏西风仍有可能将湖南、贵州和广西等地污染严重的空气输送至赣州，致使赣州降雨pH值较低，这就是图5b中偏西风时赣州降雨pH值较低的主要原因。赣州850 hPa层为东风时，赣州上空的空
气主要来源于福建，相比我国西南地区，福建的酸雨程度较轻，另外污染物在通过武夷山脉（部分高于1 500 m）时还会受到山脉的阻挡，致使到达赣州的污染物较少，这是东风时赣州降雨pH值高的主要因素。漳州人才网招聘
