酸雨特征及氣象要素分析

時間:2022-02-22 10:58:43

導(dao)語:酸雨特征及(ji)氣象(xiang)要(yao)素分(fen)析(xi)一文(wen)來(lai)源(yuan)于網友(you)上傳(chuan),不代表本站觀點(dian),若需要(yao)原創文(wen)章可咨詢客服老師,歡(huan)迎參考。

酸雨特征及氣象要素分析

摘要:該文利用19952015年石家莊酸雨監(jian)測數(shu)(shu)據,結(jie)合(he)同(tong)期氣(qi)象資料,用統計(ji)辦法將(jiang)pH值及電導率(lv)數(shu)(shu)據進(jin)行(xing)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)整理,分析不同(tong)天氣(qi)條件(jian)下(風向風速(su)、降水、氣(qi)溫、濕度等)pH值及電導率(lv)的(de)(de)變化(hua)規律,對(dui)石家莊(zhuang)市區酸(suan)雨的(de)(de)狀況和與氣(qi)象要素對(dui)酸(suan)雨的(de)(de)影響(xiang)進(jin)行(xing)綜合(he)研究。結(jie)果表(biao)明:雨量(liang)越大,降水的(de)(de)酸(suan)性會越強(qiang),K值會越小。酸(suan)雨頻率(lv)隨著風速(su)的(de)(de)增(zeng)大而呈遞減的(de)(de)趨勢;隨著氣(qi)溫上(shang)升(sheng),酸(suan)雨頻率(lv)明顯降低;月(yue)平均相對(dui)濕度與月(yue)平均降水pH值的(de)(de)變化(hua)趨勢相反(fan)。

關鍵詞(ci):酸(suan)雨;pH值;K值;氣象要(yao)素

降(jiang)(jiang)水(shui)的(de)(de)pH值是表征降(jiang)(jiang)水(shui)(雨(yu)(yu)、雪等大氣降(jiang)(jiang)水(shui))酸(suan)(suan)堿度(du)(du)的(de)(de)物理量(liang),當(dang)其值小于5.6時稱為酸(suan)(suan)雨(yu)(yu)。通(tong)常(chang)認為,人(ren)類(lei)生產生活(huo)中(zhong)(zhong)排放的(de)(de)硫(liu)氧(yang)化物、氮氧(yang)化物在大氣中(zhong)(zhong)經過各種氧(yang)化反應所生成的(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)是引起降(jiang)(jiang)水(shui)酸(suan)(suan)化的(de)(de)主要污染物質[1]。在大氣中(zhong)(zhong)污染物化學性質和源場恒定的(de)(de)條件下,氣象(xiang)(xiang)因素的(de)(de)變(bian)化完全能夠改(gai)變(bian)或影響降(jiang)(jiang)水(shui)酸(suan)(suan)度(du)(du)。本文詳(xiang)細地對石家莊(zhuang)市19952015年(nian)酸(suan)(suan)雨(yu)(yu)檢測(ce)(ce)數據(ju)進行了統計分析,結合(he)同期觀測(ce)(ce)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)、降(jiang)(jiang)水(shui)、相(xiang)對濕度(du)(du)、風(feng)向風(feng)速等氣象(xiang)(xiang)資料,進一(yi)步分析酸(suan)(suan)雨(yu)(yu)與各氣象(xiang)(xiang)要素的(de)(de)關(guan)系(xi)。

1材料與方法

1.1來(lai)源。酸雨(yu)(yu)觀(guan)測(ce)數(shu)(shu)據和(he)地(di)(di)面常規氣象(xiang)(xiang)(xiang)資(zi)料(liao)取(qu)自石家(jia)莊市國家(jia)基(ji)本氣象(xiang)(xiang)(xiang)站(zhan)(中國氣象(xiang)(xiang)(xiang)局酸雨(yu)(yu)觀(guan)測(ce)站(zhan)網)。該(gai)站(zhan)位于(yu)38°02ˊN、114°25ˊE,海拔高度(du)為(wei)(wei)81.0m。每次(ci)過程(cheng)降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)均觀(guan)測(ce)一次(ci)氣象(xiang)(xiang)(xiang)要素(su),觀(guan)測(ce)項目包(bao)含:過程(cheng)降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)量、降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)、K值(zhi)、降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)時(shi)段、水(shui)(shui)(shui)樣溫度(du)、云狀(zhuang)、風(feng)向和(he)風(feng)速(02、08、14時(shi)和(he)20時(shi))、天氣現象(xiang)(xiang)(xiang)。本文利用19952015年(nian)共(gong)21a石家(jia)莊降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)觀(guan)測(ce)數(shu)(shu)據以及同(tong)步氣象(xiang)(xiang)(xiang)要素(su)資(zi)料(liao)。1.2計(ji)算方法。一個地(di)(di)區(qu)全年(nian)降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)的(de)平(ping)(ping)均pH值(zhi)小于(yu)5.6的(de)地(di)(di)區(qu)稱酸雨(yu)(yu)地(di)(di)區(qu)。一般采用雨(yu)(yu)量加(jia)權法計(ji)算降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)的(de)pH值(zhi),將測(ce)得(de)的(de)每次(ci)過程(cheng)降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)的(de)pH值(zhi)換算成濃(nong)度(du)[H+],然(ran)后(hou)將[H+]按(an)雨(yu)(yu)量加(jia)權后(hou)求出平(ping)(ping)均值(zhi)[H+],再取(qu)其負對數(shu)(shu)即(ji)得(de)到降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH平(ping)(ping)均值(zhi)。計(ji)算公式如下:式(1)中,pH為(wei)(wei)降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)的(de)加(jia)權平(ping)(ping)均值(zhi);[H+]i為(wei)(wei)第i場降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)的(de)[H+]濃(nong)度(du)(mg/L),pHi為(wei)(wei)第i場降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)的(de)pH值(zhi),Vi為(wei)(wei)第i場降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)量(mm);n為(wei)(wei)降(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)場數(shu)(shu)[6]。

2結果與分析

2.1酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)和(he)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)及(ji)K值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)年際變(bian)化1995年1月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)至2015年12月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue),石(shi)家(jia)莊國家(jia)基本(ben)氣(qi)(qi)(qi)(qi)象(xiang)站(zhan)在(zai)(zai)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)觀測過程中收集(ji)有效(xiao)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)樣本(ben)(降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)量>1.0mm)數(shu)853個,其中出(chu)現(xian)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)67次,強(qiang)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)9次,21年內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)發生(sheng)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)平(ping)(ping)均(jun)(jun)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為7.96%。21a年酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)與(yu)時(shi)(shi)間(jian)呈(cheng)現(xian)負(fu)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)(guan)關(guan)(guan)系,相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)(guan)系數(shu)為r=-4.81(P<0.05),表明(ming)21a石(shi)家(jia)莊年平(ping)(ping)均(jun)(jun)電導率(lv)(lv)(lv)K值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)隨時(shi)(shi)間(jian)變(bian)化上升趨勢顯著。2.2酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)和(he)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)及(ji)K值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)分(fen)布19952015a石(shi)家(jia)莊酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)變(bian)化及(ji)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)見表1。各月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)均(jun)(jun)有酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)現(xian)象(xiang),其中2月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)發生(sheng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)最(zui)高,為18.52﹪,6月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)發生(sheng)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)最(zui)低(di)。2.3降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)強(qiang)度(du)與(yu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系單位時(shi)(shi)間(jian)內降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)量大(da)(da)(da)(da)小(xiao)(xiao)(xiao)直接影(ying)響雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)對(dui)大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中致酸(suan)(suan)(suan)(suan)污染物及(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠(jiao)(jiao)沖(chong)刷作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)小(xiao)(xiao)(xiao)。隨著降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)等級的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提升,雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)呈(cheng)逐漸減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)趨勢,在(zai)(zai)暴雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)發生(sheng)時(shi)(shi)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)達到(dao)最(zui)低(di),為4.36。由(you)于大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠(jiao)(jiao)粒(li)子呈(cheng)堿性(xing),降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)過程中雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)對(dui)大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠(jiao)(jiao)粒(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)刷而相(xiang)(xiang)(xiang)互反應,緩(huan)沖(chong)大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸(suan)(suan)(suan)(suan)性(xing)成分(fen)。由(you)此(ci)得(de)到(dao):降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)量越大(da)(da)(da)(da),雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸(suan)(suan)(suan)(suan)性(xing)會越強(qiang),即pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)越小(xiao)(xiao)(xiao),K值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)會越小(xiao)(xiao)(xiao)。2.4風(feng)速與(yu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系風(feng)速的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)小(xiao)(xiao)(xiao)同樣影(ying)響到(dao)污染物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布與(yu)擴散(san)。通過對(dui)比分(fen)析從降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)酸(suan)(suan)(suan)(suan)度(du)與(yu)日平(ping)(ping)均(jun)(jun)風(feng)速變(bian)化,可(ke)以得(de)出(chu),在(zai)(zai)風(feng)力為01級時(shi)(shi),降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)最(zui)低(di),為3.81;風(feng)力為23級時(shi)(shi),平(ping)(ping)均(jun)(jun)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)最(zui)高,為5.43,酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)出(chu)現(xian)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)隨風(feng)速上升而下降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)。2.5溫(wen)度(du)與(yu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系將月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫(wen)與(yu)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)發生(sheng)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)分(fen)別進行(xing)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)(guan)性(xing)分(fen)析,分(fen)別得(de)到(dao)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)(guan)系數(shu)r1=-0.154、r2=-0.803(P<0.01),說明(ming)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫(wen)與(yu)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)發生(sheng)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)呈(cheng)顯著負(fu)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)(guan)。2.6相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)濕(shi)(shi)度(du)與(yu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)是由(you)SO2受大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中懸(xuan)浮顆粒(li)物中微量金屬元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化作用,經雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)吸收后形成。相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)濕(shi)(shi)度(du)對(dui)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)酸(suan)(suan)(suan)(suan)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響主(zhu)要是由(you)于大(da)(da)(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮濕(shi)(shi)環(huan)境會促進SO2轉化成酸(suan)(suan)(suan)(suan),硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)形成后在(zai)(zai)會局地(di)沉降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)產生(sheng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)。由(you)圖2可(ke)見,月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)濕(shi)(shi)度(du)與(yu)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)平(ping)(ping)均(jun)(jun)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫(wen)與(yu)月(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)酸(suan)(suan)(suan)(suan)雨(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化趨勢大(da)(da)(da)(da)致相(xiang)(xiang)(xiang)反,即相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)濕(shi)(shi)度(du)升高,降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低(di)。

3討論

本(ben)文從(cong)實際社會(hui)需求出(chu)發,利用(yong)石家莊(zhuang)酸(suan)雨(yu)監測數據,結合(he)同期氣(qi)(qi)(qi)象(xiang)資料,用(yong)統計辦(ban)法將pH值及電(dian)導(dao)率(lv)(lv)數據進行數字化整理,分析不(bu)同天(tian)氣(qi)(qi)(qi)條件下(風向風速、降水、氣(qi)(qi)(qi)溫、濕度(du)等(deng))pH值及電(dian)導(dao)率(lv)(lv)的(de)變化規律,對石家莊(zhuang)市(shi)區(qu)酸(suan)雨(yu)的(de)狀況和與氣(qi)(qi)(qi)象(xiang)要素對酸(suan)雨(yu)的(de)影響進行綜合(he)研究。通過分析酸(suan)雨(yu)與本(ben)地氣(qi)(qi)(qi)象(xiang)要素的(de)關系,可(ke)以評估酸(suan)雨(yu)對當(dang)地及周邊地區(qu)的(de)影響,為本(ben)地區(qu)的(de)農作物生(sheng)產、環境部(bu)門進行政策調控提(ti)供有效(xiao)的(de)科學依據。

4結論

通過研究分析各氣(qi)(qi)象(xiang)要素(su)對酸(suan)雨(yu)(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)和K值(zhi)(zhi)(zhi)的影響,結果表明,月平均相對濕度、月平均氣(qi)(qi)溫與(yu)月平均降水(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)呈顯著負相關(guan);酸(suan)雨(yu)(yu)頻率(lv)隨著風(feng)速的增大而(er)遞減;強(qiang)酸(suan)雨(yu)(yu)出現頻率(lv)隨風(feng)速上(shang)升而(er)下降;降水(shui)量(liang)越大,雨(yu)(yu)水(shui)pH值(zhi)(zhi)(zhi)越小(xiao)(xiao),K值(zhi)(zhi)(zhi)會越小(xiao)(xiao)。

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作者:王娜(na) 王文 高霞 侯曉瑋 徐(xu)義(yi)國(guo) 單位:1.南京信息(xi)工程(cheng)大學(xue) 2.保定市(shi)(shi)氣象(xiang)局(ju) 3.石(shi)家莊市(shi)(shi)氣象(xiang)局(ju)