北京地区酸雨气候特征分析及其影响

北京地区酸雨气候特征分析及其影响

摘要：本文利用2006-2017年北京地区上甸子站(54421)、昌平站（54499）、观

象台(54511)三个观测站的酸雨历史观测资料，对北京地区酸雨气候特征进行分析，并探讨了其影响因素。结果表明：北京地区近12年PH值整体呈不断上升变化趋势，平均K值整体呈减少趋势，这说明降水中粒子成分越来越少，意味着降水酸

度越来越弱。北京地区三站中，近12年总体上来说酸雨和强酸雨出现频率最大

的上甸子站，观象台和昌平站酸雨出现频率几乎一致，但是观象台强酸雨出现频

率要大于昌平站。降水量和PH值呈正相关性，降水量同K值、酸雨以及强酸雨

出现频率呈负相关性。北京地区在各月都有酸雨现象发生，其中6-9月是各站酸

雨现象发生次数最多的集中的4个月。降水、风向、风速等气候条件会对在很大

程度对酸雨前体物的转换速率造成影响，而且还会对酸性物质的清除、扩散以及

输送造成不同程度的影响。

关键词：北京地区；酸雨气候特征；影响

引言

所谓酸雨主要是指PH值不超过5.6的大气降水。它是空气中的二氧化硫等酸性气体与空气中的水分结合，降落到地面之后形成的酸性降水，是大气污染的一

种主要表现。近年来，随着我国工业经济的迅猛发展，工业污染加重，机动车辆

尾气、生活废气等酸性气体排放量与日剧增，这在很大程度上促进了酸雨的发生。酸雨对社会经济、生态环境以及农业发展的影响越来越大，同时还危害着人类的

生存环境。北京作为我国的首都，经济发展特别快，但与此同时大气污染问题也

十分严重，出现酸雨的概率较高，对该地区环境以及人们的日常生产生活均造成

不利影响。所以，加强北京地区酸雨气候特征的分析，掌握酸雨发生规律，对于

科学控制酸雨的发生，保护生态环境，减少污染均具有十分重要的意义。

1.研究资料

本文主要选取2006-2017年北京地区上甸子站(54421)、昌平站（54499）、

观象台(54511)三个观测站的酸雨历史观测资料，并采取数理统计方法对该地区酸

雨气候特征进行分析。

2.北京地区酸雨气候特征分析

2.1PH值年变化

2.1.1北京地区降水PH值年变化

北京地区近12年PH值整体呈不断上升变化趋势。其中，在2006-2009年北

京市降水PH值大都小于5.6（除了观象台2006降水PH值），2010年-2017年北

京地区降水PH值大都大于5.6(除了上甸子站2011年、2012年降水PH值以及昌

平站2013年降水PH值)，这充分说明北京地区近12年来降水的酸性呈不断减弱

趋势。

2.1.2北京地区小于5.6PH值年变化

北京地区近12年小于5.6PH值大体也呈不断上升变化趋势，其中上升趋势

最为显著的是观象台，昌平次之，上甸子站上升幅度最小。其中，上甸子站在2006年-2008年PH值均小于4.5，达到强酸雨等级；观象台在2008-2009年PH

值小于4.5，为强酸性；昌平站在2008年PH值小于4.5，为强酸雨级别，其他年

份北京地区各台站酸雨均大于4.5，这说明从2010年开始北京地区酸雨酸性呈减

弱趋势，也就是酸雨有所好转。

2.2K值年变化

北京地区平均K值整体呈减少趋势，其中上甸子站和观象台降水K值呈减少

趋势，昌平K值呈增加趋势。上甸子站K值最大值为94.7μs·cm-1，出现在2006年，最小值为47.1μs·cm-1，出现在2015年；观象台k值最大值为166.3μs·cm-1，出现在2006年，最小值为58.1μs·cm-1，出现在2017年；昌平站k值最大值为129.7μs·cm-1，出现在2013年，最小值为73.7μs·cm-1，出现在2015年。总体来说，北京地区近12年平均K值整体呈减少趋势，这说明降水中粒子成分越来越少，意味着降水酸度越来越弱。

2.3酸雨和强酸雨出现频率变化

北京地区近12年酸雨和强酸雨出现频率均呈不断下降变化趋势，其中酸雨

频率和强酸雨下降趋势最为显著的均为观象台，上甸子站次之，昌平站下降幅度

最小。北京地区三站中，近12年总体上来说酸雨和强酸雨出现频率最大的上甸

子站，观象台和昌平站酸雨出现频率几乎一致，但是观象台强酸雨出现频率要大

于昌平站。

2.4降水量年变化

北京地区上甸子站、观象台、昌平站降水量整体均呈上升趋势，其中上升趋

势最为显著的为上甸子站，观象台次之，昌平站上升幅度最小。通过降水量变化

和上述的PH值、K值以及酸雨、强酸雨频率变化进行综合分析可以获悉，降水量和PH值呈正相关性，也就是近12年来PH值随着降水量的增加而不断增加；降

水量同K值、酸雨以及强酸雨出现频率呈负相关性，这说明近12年来北京地区

随着降水量的不断增加，其k值、酸雨以及强酸雨出现频率不断减小。

2.5 PH值、K值及降水量月分布

北京地区在各月都有酸雨现象发生，其中6-9月是各站酸雨现象发生次数最

多的集中的4个月。北京地区的降水主要集中在夏季，约站全年总量的75%左右，秋季约占14%，冬季和春季仅占10%左右。而夏季是暴雨频发的季节，随着降水

等级的上升，PH值也在趋于减小趋势，

3.酸雨的影响因素

降水、风向、风速等气候条件会对在很大程度对酸雨前体物的转换速率造成

影响，而且还会对酸性物质的清除、扩散以及输送造成不同程度的影响。

3.1降水影响因素

北京地区的年降水量表现出了明显的季节变化特征。在这里将每次酸雨观测

所得到的降水量分为4个等级，小雨：降水量0.1-10mm；中雨：降水量10-

25mm；大雨：降水量处于25-50mm；暴雨：50mm-100mm。pH值随着日降水量

的增大而呈现出“下降-上升-下降的趋势。当降水量为暴雨标准的时候，pH 值处于最低状态，降水量为大雨标准的时候， pH值最大，但是 pH 值最大值和 pH值最

小值之间相差较小，不同级别的降水量对pH 值的变化影响并不明显。此外，酸

雨频率随着降水量的增加而呈上升趋势，当降水量达到大雨等级时，酸雨频率处

于最高状态，大于80%，当降水量继续变大时，酸雨频率变化较小。这可能是因

为随着降水量的增大，降水会对大气中污染物产生更强的冲刷作用，对于酸性物

质在降水中的溶解十分有利，从而使得酸雨频率不断升高。

3.2风向、风速影响因素

风是表示大气对污染物输送、扩散的重要动力因子，近地面对酸雨的形成会

发挥着极其重要的作用。风向决定着大气中污染物的输送方向，风速决定着大气

中污染物的扩散稀释速度，同时也预示着当地受上风向污染源影响的潜在程度。

当酸性污染物的输入量大于输出量时，将会在很大程度上增加出现酸雨的概率。