浅析近十年威海市雾霾对酸雨的影响
浅析近十年威海市雾霾对酸雨的影响
摘要:对威海市的2011年—2020年的降水资料和酸雨观测记录进行了整理和对比,分析雾霾天气对酸雨的影响程度。指出有雾霾的日子降水出现酸雨的概率较高,强度较强,已经成为了威胁城市和农业的环境问题。
关键词:雾霾;酸雨
引言
近年来全国大范围的雾霾天气,对公众的出行安全,居民的身体健康造成了很大的影响。据权威部门统计,截止2020年酸雨日的增加也对环境造成了很大的影响,那么,雾霾和酸雨到底有怎样的关系?
1 研究区域及检测概况
威海市位于山东半岛东端,北、东、南三面濒临黄海,北与辽东半岛相对,东及东南与朝鲜半岛和日本列岛隔海相望,西与烟台市接壤。威海市属于温带季风气候,四季变化和季风进
退都较明显。与同纬度的内陆地区相比,具有雨水丰富、年温适中、气候温和的特点。由于濒临黄海,受海洋的调节作用,表现出春冷、夏凉、秋暖、冬温,昼夜温差小、无霜期长、大风多和湿度大等海洋性气候特点。
威海市区共设一个酸雨监测点,位于山东省威海市竹岛路288号,经度(122º07'39"E),纬度(37º28'16"N),观测场拔海高度为(65.4米)。每次降水量≥1.0毫米,进行PH值和电导率的人工测量。本文中使用的酸雨资料均来自于威海国家基本气象站。按照中国气象局2005年下发的《酸雨观测业务规范》进行酸雨的采样和测量工作,每日观测数据用《地面综合观测业务软件》上传至山东省气象局和中国气象局。每年参加中国气象局组织的酸雨样品考试,成绩均为优秀,测量工作规范,数据准确率高。
2酸雨的定义
根据国家标准GB/T19117-2003《酸雨观测规范》的酸雨定义,PH值小于5.6的大气降水即为酸雨。大气降水包括雨、雪、雹等。
3 酸雨的形成雾霾城市
酸雨的形成主要是人类活动排放出的大量硫化物和氮化物等大气中悬浮颗粒[1-2],经过氧化后又形成硫酸、硝酸及其盐类,并以雨、雪、雾等形式返回地面,形成酸沉降,因此酸雨也是一种大气污染[3]
4 酸雨的危害
酸雨危害民众健康、腐蚀文物古迹、破坏生态系统。随着影响范围的不断扩大,酸雨已成为一个全球性的环境问题。当前,我国酸雨面积已占国土面积的40%,成为继欧洲和北美之后的第三大酸雨区[4]
5 雾、霾的定义
雾、霾,实际是轻雾、雾和霾三种天气现象的统称。轻雾是指微小水滴或已湿的吸湿性质粒所构成的灰白的稀薄雾幕,使水平能见度大于等于1.0KM至小于10.0KM。雾是大量水滴浮游空中,使水平能见度小于1.0KM。霾是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10.0KM的空气普遍浑浊现象,霾使远处物体微带黄、红,使黑暗物体微带蓝。专家指出,现行的空气质量检测指标里,空气污染指数只有二氧化硫、二氧化
碳和可吸入颗粒物三项。其中可吸入颗粒物是指直径2.5到10微米之间的颗粒物,直径小于2.5微米的细粒子(又称细颗粒物)尚未包括在内,而这种细粒子恰恰是造成霾的元凶[5]。霾还包括空气中的灰尘硫酸硝酸等颗粒物。当水汽凝结加剧、空气湿度增大时,霾就会转化为轻雾或。霾与轻雾、雾的区别在于发生霾时相对湿度不大,轻雾的相对湿度较大,雾中的相对湿度是饱和或者接近饱和的。
观测雾、霾,除了按照以上特征判别之外,还要结合以下判定条件(表1)来判别:
表1 雾、霾判定条件
观测要素
判定条件
湿度
能见度
轻雾
≥60%
1.0KM~<10.0KM
>90%
<1.0KM
<60%
<10.0KM
6雾、霾的分布
据2014年2月21日—24日8时中央气象台的雾霾预报得知:此次雾、霾过程主要分布在我国的东部平原区,太行山以西的高原上雾、霾出现较少,太行山以东的华北平原地区容易出现重度雾、霾天气,尤其是京津冀、山东西部、山西东部等,山东半岛受海洋调节作用,雾、霾程度略低,但近几年也频频出现中度雾、霾现象。
7雾、霾和酸雨的关系
当降水之前或降水中有雾、霾天气存在,那么这场降水测出酸性的比率非常高。有雾、霾天气的时候一般大气层比较稳定,不利于污染物的流动与扩散,空气中的气溶胶、悬浮颗粒物等逐渐累积。当有降水过程出现时,这些污染物就会随降水一起降落到地面,形成酸雨。
对威海市2011年至2020年的548次酸雨观测资料进行分析和挑取,对雾、霾后出现大于等于1.0毫米降水的测试结果个例进行了统计(酸雨观测日界为8时---次日8时),得出下表2。表2显示的是各年出现酸雨的比重,由此表2可以看出,除了2017年和2019年酸雨占比
较小,其他年份都在30%以上。最高年份在2013年的70%,最低年份在2019年的21%。酸雨出现次数于2013年以后逐年降低,2019年为最低,2020年酸雨出现次数有所增加。
表2 威海市2011-2020年酸雨比重
年份 测试次数 酸雨次数 酸雨频率
2011 54 25 46%
2012 58 19 50%
2013 50 35 70%
2014 49 28 57%
2015 49 27 55%
2016 49 18 37%
2017 56 15 27%
2018 62 19 31%
2019 43 9 21%
2020 78 31 40%
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图1 给的是威海市2011年到2020年各月份雾、霾日出现酸雨的比重。由此图可以看出,雾、霾日出现酸雨比重最少的是5月份,占64%,其他月份均在80%以上。由此图可看出雾霾天气有降水,测出酸雨的比重较高,均在60%以上,最高为100%。
图1 威海市2011-2020年各月份雾、霾日出现酸雨之比重
8 小结
2011--2020年,威海市区降水PH值在3.52--7.27之间,酸雨频率在21%--70%之间。威海市区近年来酸雨呈逐年下降的趋势,2020年稍微有所抬升,幅度不大。随着威海市区的工厂企业近年来陆续搬迁出市区,对提升市区空气质量,减少雾、霾天气有所帮助。在有连续降水的情况下,首次降水如果有雾、霾天气,降水酸性较高,后期随着空气的洁净,酸性降低,趋于正常。
参考文献:

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