临沂市酸雨特征及其与气象条件的关系

摘要 根据临沂市气象观测站2003―2013年11年间617次酸雨观测资料，计算和分析了临沂降水pH值、酸雨频率的年际和季节变化特征，研究了酸雨与风向、风速等气象条件的关系。结果表明，临沂市11年间酸雨平均pH值为4.84，酸雨频率为47.0%，2003―2013年间酸雨频率呈下降趋势。季节变化特征为秋季和冬季酸雨频率较大，春季和夏季酸雨频率较小，表明秋、冬季两季的酸雨污染比春、夏两季严重。当风速≤3.0 m/s时，酸雨发生频率达67.6%，随着风速的增大，酸雨发生频率越来越小。当风向为偏东北风和偏东南风时，酸雨发生的机会偏大。

关键词 酸雨；特征；pH值；频率；气象条件；山东临沂

中图分类号 X517 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）15-0269-03

Characteristcs of Acid Rain in Linyi City and Its Relationship with Meteorological Conditions

SONG Ying-hua ZHUANG Zhong WU Zhong-zhen

（Meteorological Bureau of Linyi City in Shandong Province，Linyi Shandong 276004）

Abstract According to the 617 acid rain observation data of 11 years during 2003 to 2013 of Linyi meteorological observation，the interannual and seasonal variability characteristics of Linyi precipitation pH value，the frequency of acid rain，acid rain and the wind，the wind and other weather conditions were analyzed and calculated. The results showed that，the average acid rain pH value of 11 years in Linyi City was 4.84，acid rain frequency was 47.0%，the frequency of acid rain decreased during 2003 to 2013. Seasonal variation characteristics was the frequency of acid rain in autumn and winter was high，the frequency of acid rain in spring and summer was small，showed that acid rain pollution in autumn and winter was more serious than in spring and summer. When the wind speed was ≤ 3.0 m/s，acid rain frequency was 67.6%，with the increase of wind speed，occurrence frequency of acid rain was more and more small. When the wind direction was northeast wind and partial southeast wind，the chance of acid rain was high.

Key words acid rain；characteristics；pH value；frequency；meteorological conditions；Linyi Shandong

酸雨通常是指pH值低于5.60的大气降水。酸雨状况主要用降水pH均值和酸雨频率2个指标来表征。环境酸化是严重威胁世界生态安全的环境问题之一，酸雨是环境酸化的具体表现。它破坏植被，严重危害农作物，酸化土壤、水域，造成水生和陆地生态失衡，加速岩石风化和金属腐蚀，危害人体健康。因此，科学分析酸雨特征及其与气象条件的关系，对生态建设和环境保护具有重要意义。有关酸雨成因、降水化学离子分析、酸雨年际变化及分布规律以及控制酸雨的对策措施等方面，国内外都开展了大量的试验及观测研究，取得一些研究成果。秦 鹏等在对1992―2004年广州地区的降水资料研究中发现，广州地区酸雨的发生跟气象条件有关[1]。王新堂等在《山东城市酸雨分布及其与气象要素的关系》一文表明山东北部降水pH值低于南部，其中胶东半岛、鲁北平原、鲁西南和鲁东南的年平均降水pH值较小，酸雨较为严重，枣庄、聊城年平均降水pH值较高，降水的酸性弱[2]。石慧兰等对德州市酸雨资料分析后得出德州市近10年降水pH值呈减小趋势，酸雨频率呈增加趋势，即酸雨呈加重趋势，应引起社会各界高度重视，采取有力措施控制和减少污染物的排放[3]。

1 资料来源及计算方法

1.1 酸雨资料来源

临沂市气象观测站在山东省气象局统一部署下，自2003年1月正式开始进行酸雨观测。分析数据来源于临沂市气象观测站，起止时间为2003年1月至2013年12月，共11年的资料，采集观测酸性降水样品617次。临沂观测站按中国气象局制定颁发的《酸雨观测业务规范》进行采样和分析[4]，用精密酸度计和电导率仪分别测定降水pH值和电导率。风向风速采用与降水前最临近的正点观测值。

1.2 降水pH均值计算方法

2 临沂市酸雨的主要特征

2.1 临沂市酸雨的年际变化特征

2003―2013年临沂市酸雨情况统计见表1。从表1可见，观测期间临沂采集降水样品617次，其中pH值

2003―2013年临沂市酸雨pH均值年际变化见图1。从图1可见，2003―2013年间临沂市酸雨pH值呈持续增大趋势，酸雨状况持续转好。2004年降水年平均pH值最低，为4.42，2010年降水年平均pH值最高，为5.74。酸雨频率年际变化见图2。从图2可知，11年间酸雨出现次数减少，酸雨频率持续下降，其中2009年和2011年呈上升趋势。最高为2006年，酸雨频率为58.8%，最低为2010年，酸雨频率为32.7%。从2个图曲线得知，2004―2007年的酸雨污染较重。

2.2 临沂市酸雨的季节变化特征

临沂季节划分：春季为3―5月，夏季为6―8月，秋季为9―11月，冬季为12月至翌年2月。2003―2013年临沂市四季酸雨数据统计见表2。从表2中得知，春季的降水平均pH值为4.82，夏季为4.94，秋季为4.65，冬季为4.52。秋季和冬季酸雨频率较大，春季和夏季酸雨频率较小。其中秋季酸雨频率最高，为62.3%，夏季酸雨频率最低，为40.5%，但占全年比重也最大，为43.1%。数据表明，秋、冬两季的酸雨污染比春、夏两季严重。

2.3 临沂市酸雨的月变化特征

2003―2013年临沂降水pH月平均值和酸雨月频率变化曲线见图3和图4。从图3中看出，1年中1―2月、9―12月的降水pH月平均值较低，酸雨程度较重，3―4月、6―7月月平均pH值较高，酸雨程度较轻。从图4可见，1年中1―2月、10―12月的酸雨频率较高，3―4月、6―7月频率较低。因此，每年的1―2月、10―12月酸雨污染较为严重，3―4月、6―7月酸雨污染较轻。

3 酸雨与气象条件的关系

3.1 风向风速与酸雨的关系

风是边界层内影响污染物扩散的重要动力因子。风对大气污染的影响，体现在风向和风速2个方面。风向决定着大气中污染物的输送方向，风速则决定着大气中污染物的扩散稀释速度[5]。特别是其低层（200 m以下）风向、风速的变化直接影响空气污染的聚散及各处的浓度分布。因此，在主要污染源不变的情况下，近地面层风场与酸雨分布关系密切。

临沂冬半年多盛行偏北风，夏半年多盛行东南风。由于区内地理位置、山脉、河流等因素的影响，各季节风向也有差异。冬季盛行偏东北风，春季盛行偏南风，夏季盛行偏东南风，秋季盛行偏东北风。在2003―2013年间，临沂共测得酸雨290次，四季酸雨发生时风向次数统计见表3，从表中得知酸雨发生时春、秋、冬季的主风向为偏东北风，夏季为偏东北风和偏东南风。

酸雨发生时风速分布见表4。由表可见，当风速≤3.0 m/s时，酸雨发生频率达67.6%，随着风速的增大，酸雨出现频率越来越低。这主要是由于风速增大有利于污染物的扩散，大气污染物浓度降低，降水受到的污染就减少，酸雨出现频率就降低。

3.2 临沂市气象条件对酸雨形成的影响

大气中污染物可随着风向呈方向性扩散，而污染物的扩散稀释能力又受湍流强度和大气稳定度所制约。当近地层结构稳定、湍流交换较弱、大气污染物不易扩散时，会造成近地层局部累积使浓度增高，遇降水过程由于雨水冲刷作用导致降水污染。当污染物向上空扩散，进入云层遇雨滴可造成云水污染。上述2种过程都是造成酸雨的主要途径。因此，降水的酸污染除受大气中污染物影响外，与气象条件也有密切关系。

临沂市位于山东省东南部，属大陆性季风气候区，四季分明，季风明显。西北部为高山气候区，西部为丘陵区，南部为平原区。本观测站位于东南部平原区，雨量丰富，气候湿润。常年主导风向为秋、冬季以东北风为主，气候寒冷干燥，由于冬季降水少，大气污染程度高，不能被雨水净化，又处于取暖期，所以临沂冬季酸雨出现频率较高。春季干旱多风，以偏南风为主，降水稀少，夏季以偏东南风为主，高温而潮湿，降水丰富，酸雨出现频率较低。同时和临沂酸雨观测站点周围工厂分布有关。酸雨观测站点东南方为经济开发区，建设有各类工业制品厂、化工厂等，东北方向为城镇区，零散分布有各类工厂，西南方10 km左右是陶瓷工业基地，并建有热电厂等，西方为城市居民区。而工厂排放污染物和城市交通污染物在不利的气象条件下促成酸雨的发生。

4 结语

临沂市在2003―2013年期间采集降水观测样本617次，pH值小于5.60次数290次，酸雨频率为47.0%，11年间酸雨频率降低了11%，呈持续下降趋势，即污染状况转好。其中2004―2007年的酸雨污染较重，2008―2010年污染较轻，2009―2011年污染状况呈上升趋势。年酸雨频率最高出现在2006年，为58.8%；最低出现在2010年，为32.7%。pH值年均值为4.84，年平均pH值变化范围为4.42～5.74。可见临沂酸雨状况在逐渐减轻。

春季的降水平均pH值为4.82，夏季为4.94，秋季为4.65，冬季为4.52。秋季和冬季酸雨频率较大，春季和夏季酸雨频率较小。其中秋季酸雨频率最高，为62.3%，夏季酸雨频率最低，为40.5%，但占全年比重也最大，为43.1%。数据表明，秋、冬季的酸雨污染比春、夏季严重。

临沂市的酸雨与气象条件密切相关。酸雨出现时，风速 ≤3.0 m/s的酸雨频率为67.6%，随着风速增大，酸雨频率减少。当风向为偏东北风和偏东南风时，酸雨发生的机会偏大。

5 参考文献

[1] 秦鹏，杜尧东，刘锦銮，等.广东省酸雨分布特征及其影响因素[J].热带气象学报，2006，22（3）：297-300.

[2] 王新堂，刘焕彬，李芸，等.山东城市酸雨分布及其与气象要素的关系[J].山东气象，2005，25（2）：26-28.

[3] 石慧兰，杨玉霞，陈成国，等.德州市酸雨天气及气象条件分析[J].山东气象，2012，32（2）：20-23.

[4] 中国气象局.酸雨观测业务规范[M].北京：气象出版社，2005.

[5] 林长城，林祥明，邹燕，等.福州气象条件与酸雨的关系研究[J].热带气象学报，2005，21（3）：330-336.