2021—2022年辽宁省降水pH值变化特征分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2024.05.006

气象与环境学报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (5): 50-56.doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.05.006

2021—2022年辽宁省降水pH值变化特征分析

代家庚^1,²(),赵胡笳^1,*(),徐嘉³,王扬锋¹,王鹏²,马文博⁴,苏晓蕾³,徐蕾³

1. 中国气象局沈阳大气环境研究所, 辽宁沈阳 110166
2. 龙凤山区域大气本底站, 黑龙江哈尔滨 150200
3. 黑龙江省生态气象中心, 黑龙江哈尔滨 150030
4. 延吉市气象局, 吉林延吉 133001

收稿日期:2023-03-06 出版日期:2024-10-28 发布日期:2024-12-17
通讯作者: 赵胡笳 E-mail:694282954@qq.com;tjzhj4659@sina.com
作者简介:代家庚, 男, 1993年生, 工程师, 主要从事大气成分观测与科研服务方面研究, E-mail: 694282954@qq.com
基金资助:
龙凤山科技野外试验平台开放项目(LFS202107);国家自然科学基金面上项目(42175185)

Characteristics of pH value of precipitation in Liaoning province from 2021 to 2022

Jiageng DAI^1,²(),Hujia ZHAO^1,*(),Jia XU³,Yangfeng WANG¹,Peng WANG²,Wenbo MA⁴,Xiaolei SU³,Lei XU³

1. Institute of Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Shenyang 110166, China
2. Longfengshan Regional Atmospheric Background Station, Harbin 150200, China
3. Ecological Meteorology Center in Heilongjiang, Harbin 150030, China
4. Yanji Meteorological Service, Yanji 133001, China

Received:2023-03-06 Online:2024-10-28 Published:2024-12-17
Contact: Hujia ZHAO E-mail:694282954@qq.com;tjzhj4659@sina.com

摘要/Abstract

摘要：

利用2021—2022年辽宁省14个地市酸性降水观测资料结果, 指出了辽宁省降水pH值的空间分布以及月、季变化特征, 初步对辽宁省不同地市酸性降水发生频率及其与酸性气态污染物相关性进行了分析。结果表明: 辽宁省沿海地区降水pH值较小, 大连年均降水pH值最小为5.77, 锦州年均降水pH值最大为6.74。辽宁省年均降水pH值在12月最小为5.72、酸性降水发生频率最高为7.94%, 降水pH值在4月最大为6.25, 酸性降水发生频率为1.72%。14个地市中鞍山酸性降水发生频率最小为0.24%, 葫芦岛酸性降水发生频率最大为11.79%。由于碱性气溶胶粒子的冲刷和降水的湿清除作用, 辽宁省降水pH值在春季较高, 夏季和秋季减小, 冬季最低。本溪、丹东、大连和葫芦岛地区SO₂和NO₂浓度月变化呈夏季低、冬季高的变化趋势, 局地排放源在冬季对酸性降水具有一定的影响作用, 而夏季酸性降水受到湿清除的作用较大。降水量在50 mm以内, 降水pH值减小、酸性降水增多; 当降水量大于100 mm时, 降水pH值升高, 集中分布在6~7。风向对影响降水pH值的主要大气污染物的源汇具有重要影响, 春季主导风向引发的沙尘天气导致大气中碱性气溶胶增加, 有利于降水pH值升高, 夏季南向气流带来充足水汽, 酸性降水形成事件增多。

关键词: 降水pH值, 酸性降水频率, 气态污染物

Abstract:

This study analyzes the acid rain observation data from 14 cities in Liaoning province from 2021 to 2022, mapping the spatial distribution as well as the monthly and seasonal variations of precipitation pH values. It assesses that the frequency of acid precipitation and its correlation with acidic gaseous pollutants in different cities of Liaoning province. The results show that the average annual precipitation pH value across coastal areas is low. Dalian has the lowest average annual precipitation pH at 5.77, while Jinzhou has the highest at 6.74. The minimum annual pH value of 5.72 is recorded in December, the highest frequency of acid precipitation is 7.94%;while, the highest annual pH value is 6.25 in April, and the frequency of acid precipitation is 1.72%. Among the 14 cities, Anshan records the lowest occurrence of acid rain at 0.24%, while Huludao exhibits the highest frequency at 11.79%. Due to the washout effect of alkaline aerosol particles and the wet removal process during precipitation, the pH values in Liaoning province are higher in spring, decrease during summer and autumn, and reach their lowest in winter. Monthly variations of SO₂ and NO₂ concentrations in Benxi, Dandong, Dalian, and Huludao show lower levels in summer and higher levels in winter, which indicating a local emissions influence on acid precipitation in winter, while summer acid precipitation is significantly impacted by wet removal processes. Furthermore, the pH value decreases and the frequency of acid precipitation increase when precipitation is less than 50 mm. Conversely, the pH value rises and concentrates between 6 and 7 when precipitation exceeds 100 mm. Wind directions influence significantly the source and sink dynamics of key atmospheric pollutants affecting the pH value of precipitation. Dust storms driven by prevailing spring winds contribute to an increase in atmospheric alkaline aerosols, which in turn elevate precipitation pH levels. In summer, southward airflow brings in substantial moisture, leading to a rise in acid precipitation events.

Key words: pH value of precipitation, Acid rain frequency, Gaseous pollutants

中图分类号:

X513

代家庚,赵胡笳,徐嘉,王扬锋,王鹏,马文博,苏晓蕾,徐蕾. 2021—2022年辽宁省降水pH值变化特征分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(5): 50-56.

Jiageng DAI,Hujia ZHAO,Jia XU,Yangfeng WANG,Peng WANG,Wenbo MA,Xiaolei SU,Lei XU. Characteristics of pH value of precipitation in Liaoning province from 2021 to 2022[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2024, 40(5): 50-56.

图/表 6

图1

表1

表2

图2

图3

图4

参考文献 34

1	中国气象局. 酸雨观测业务规范[M]. 北京: 气象出版社, 2005.
2	吴丹, 王式功, 尚可政. 中国酸雨研究综述[J]. 干旱气象, 2006, 24 (2): 70- 77.
3	李亚军, 蔡霞, 张勋, 等. 山西省自动与人工酸雨观测数据对比分析[J]. 气象与环境学报, 2023, 39 (3): 65- 71. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2023.03.008
4	Cowling E B . Acid precipitation in historical perspective[J]. Environmental Science & Technology, 1982, 16 (2): 110A- 123A.
5	Galloway J N , Likens G E , Edgerton E S . Acid precipitation in the northeastern United States: pH and acidity[J]. Science, 1976, 194 (4266): 722- 724. doi: 10.1126/science.194.4266.722
6	刘宝章, 李金龙, 王敬云, 等. 青岛酸雨天气边界层气象特征[J]. 中国环境科学, 1997, 17 (2): 103- 107.
7	丁国安, 徐晓斌, 王淑凤, 等. 中国气象局酸雨网基本资料数据集及初步分析[J]. 应用气象学报, 2004, 15 (S): 85- 94.
8	吴兑, 邓雪娇. 环境气象学与特种气象预报[M]. 北京: 气象出版社, 2001: 112- 113.
9	田贺忠, 陆永祺, 郝吉明, 等. 我国酸雨和二氧化硫污染控制历程及进展[J]. 中国电力, 2001, 34 (3): 51- 56.
10	汤洁, 程红兵, 于晓岚, 等. 全国酸雨观测网未知水样考核结果的统计分析[J]. 气象, 2007, 33 (12): 75- 82.
11	Tang J , Xu X B , Ba J , et al. Trends of the precipitation acidity over China during 1992-2006[J]. Chinese Science Bulletin, 2010, 55 (17): 1800- 1807. doi: 10.1007/s11434-009-3618-1
12	解淑艳, 王胜杰, 于洋, 等. 2003—2018年全国酸雨状况变化趋势研究[J]. 中国环境监测, 2020, 36 (4): 80- 88.
13	周贺玲, 李丽平, 曹跟华, 等. 石家庄市酸雨污染现状研究[J]. 气象与环境学报, 2009, 25 (4): 27- 30.
14	徐梅, 祝青林, 朱玉强, 等. 近20年天津市酸雨变化特征及趋势分析[J]. 气象, 2016, 42 (4): 436- 442.
15	赵艳霞, 侯青. 1993—2006年中国区域酸雨变化特征及成因分析[J]. 气象学报, 2008, 66 (6): 1032- 1042.
16	李沁宇, 刘鑫, 张金池. 长三角区域酸雨类型转变趋势研究[J]. 南京林业大学学报: 自然科学版, 2021, 45 (1): 168- 174.
17	牛彧文, 浦静姣, 邓芳萍, 等. 1992—2012年浙江省酸雨变化特征及成因分析[J]. 中国环境监测, 2017, 33 (6): 55- 62.
18	关俊华, 陈文晖, 朱秀金, 等. 南宫市近年酸雨特征分析及其气象影响因子[J]. 气象科技, 2012, 40 (6): 1050- 1055.
19	唐孝炎, 张远航, 邵敏. 大气环境化学(2版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006.
20	樊后保. 世界酸雨研究概况[J]. 福建林学院学报, 2002, 22 (4): 371- 375.
21	蒲维维, 张小玲, 徐敬, 等. 北京地区酸雨特征及影响因素[J]. 应用气象学报, 2010, 21 (4): 464- 472.
22	王艳, 葛福玲, 刘晓环, 等. 泰山降水化学及大气传输的研究[J]. 环境科学学报, 2006, 26 (7): 1187- 1194.
23	张新玲, 安俊岭, 程新金, 等. 污染源、气象条件变化对我国SO₂浓度及硫沉降量分布的影响[J]. 大气科学, 2003, 27 (5): 939- 947.
24	李帅, 刘丹, 于成龙, 等. 1991—2012年黑龙江省酸雨变化特征[J]. 气象与环境学报, 2015, 31 (5): 105- 111.
25	李倩, 杨旭, 马梁臣, 等. 长春市酸雨变化特征及其影响因素分析[J]. 气象与环境学报, 2017, 33 (4): 48- 55. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.04.006
26	宋煜, 黄艇, 濮文耀. 大连地区酸雨外来源分析[J]. 气象与环境学报, 2014, 30 (6): 115- 119.
27	张新民, 柴发合, 王淑兰, 等. 中国酸雨研究现状[J]. 环境科学研究, 2010, 23 (5): 527- 532.
28	宗英飞, 张国林, 苏常新, 等. 2008年辽宁省酸雨时空分布特点分析[J]. 安徽农业科学, 2009, 37 (16): 7536- 7537.
29	柴发合, 高健, 王淑兰, 等. 辽宁省背景地区降水化学特征及其与大气传输的关系[J]. 环境科学研究, 2010, 23 (4): 387- 393.
30	李萍, 陈传雷, 陈宇, 等. 2016—2021年5—10月辽宁省降水量时空分布精细化特征分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40 (4): 54- 63. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.04.007
31	栾成竹. 丹东市本地污染源对酸雨形成的影响研究[J]. 科技创新导报, 2013, (15): 217.
32	李超. 酸雨的发生与治理[J]. 现代农业科技, 2012, (6): 299, 303.
33	张青新. 辽宁省东南沿海酸雨区(2002—2011年)酸雨污染变化趋势分析[J]. 黑龙江环境通报, 2012, 36 (4): 48- 51.
34	祖彪. 十二五期间辽宁省酸雨污染变化趋势分析[J]. 农业与技术, 2018, 38 (13): 149- 151.

月份	pH值	酸性降水频率/(%)
1月	6.21	3.17
2月	6.12	1.64
3月	6.24	3.07
4月	6.25	1.72
5月	6.22	2.24
6月	6.16	4.47
7月	6.14	5.39
8月	6.09	4.66
9月	5.87	6.19
10月	6.06	3.67
11月	5.93	7.73
12月	5.72	7.94

pH值	春季	夏季	秋季	冬季
沈阳	6.69	6.36	6.43	6.51
大连	5.83	5.83	5.68	5.89
鞍山	6.80	6.66	6.48	6.62
抚顺	6.49	6.55	6.32	6.57
本溪	6.23	5.88	5.61	6.32
丹东	6.13	6.06	5.68	5.96
锦州	6.74	6.73	6.76	6.83
营口	6.43	6.29	5.98	6.03
阜新	6.43	6.43	6.15	6.19
辽阳	6.66	6.01	6.26	6.47
铁岭	6.40	6.28	6.11	6.21
朝阳	6.92	6.42	6.28	7.69
盘锦	6.47	6.51	6.50	6.21
葫芦岛	6.30	5.80	6.26	5.50

[1]	于文革, 梁铁军, 孙莹, 宋丽丽, 白华, 赵婷婷. 丹东市区酸雨特征及其影响因素分析[J]. 气象与环境学报, 2016, 32(4): 77-82.
[2]	张子曰, 李艳, 戴高菊, 王玮琦, 程月星. 北京市朝阳区主要大气污染物浓度变化特征[J]. 气象与环境学报, 2016, 32(2): 44-51.
[3]	吴珂, 汪婷, 曾山佰,何娜. 2011年11月苏州一次灰霾天气过程分析[J]. 气象与环境学报, 2013, 29(6): 31-36.

2021—2022年辽宁省降水pH值变化特征分析

Characteristics of pH value of precipitation in Liaoning province from 2021 to 2022

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