張運洲
(湖北省十堰市氣象局,湖北 十堰 442000)
國際標準把pH<5.6 的大氣降水定義為酸雨,其形成原因除了受排放源頭和各種大氣成分的影響外,還與大氣環(huán)流密切相關,所以酸雨的形成是環(huán)境問題,也是氣象問題[1]。酸雨觀測數(shù)據(jù)S 文件,是臺站酸雨觀測數(shù)據(jù)的集合,命名為S 文件,它涵蓋了酸雨觀測記錄簿全部內(nèi)容[2],能夠客觀、真實的反映出一個地區(qū)降水酸化的污染程度。酸雨報表的數(shù)據(jù)正確性至關重要,為確保酸雨報表的準確可靠,保證報表質(zhì)量,本文結合十堰氣象臺觀測站的工作經(jīng)驗,歸納出酸雨觀測報表制作和審核要點。
具體方法:在酸雨軟件“觀測記錄”中打開“日記錄轉S 文件”,會彈出包含逐日酸雨記錄、臺站參數(shù)、月統(tǒng)計值、現(xiàn)用儀器和備注5個表格的窗口(圖1)。
圖1 酸雨報表制作窗口
酸雨月報表是由酸雨日記錄薄中AR日數(shù)據(jù)文件按一定的格式轉換形成的,所以臺站在每天的酸雨的觀測工作中要確保日數(shù)據(jù)的正確性,形成時應注意,AR 文件分3 種情況形成,微量0.0 mm 降水按無降水處理,形成一個空文件,沒有數(shù)據(jù),在轉換時按該日無降水處理。降水<1.0 mm,不測量pH值和K 值,但在AR 文件中要輸入降水樣品采樣的安放和收取時間、降水時段、相應同期氣象資料,同時在備注中注明“該日樣品不足,棄樣?!?。降水≥1.0 mm 時,需要輸入測量的pH 值、K 值和降水樣品采樣安放和收取時間、降水時段、天氣現(xiàn)象、風向風速、降水量各種要素。
現(xiàn)用儀器和臺站參數(shù),這2 部分數(shù)據(jù)是軟件讀取臺站參數(shù)庫,對一個臺站而言基本是固定不變的。在安裝酸雨軟件后應該正確設置臺站參數(shù),如臺站區(qū)站號、經(jīng)緯度等重要信息,以及現(xiàn)用儀器的名稱、規(guī)格、編碼和出廠日期。在處理這2 部分時,對于在參數(shù)庫未設置的內(nèi)容,如臺(站)長、輸入、預審、審核、傳輸人員姓名、傳輸日期、電導電極類型、采樣桶的口徑、內(nèi)高、材質(zhì)、顏色這些項目,應該手工補入,以防在形成S 文件遺漏。
其中“月降水日數(shù)”“月總降水量”為必需的項目,可以手工輸入,也可由軟件自動生成,其自動生成過程是:打開與S 文件相應的地面報表A 文件,從A 文件中統(tǒng)計自動輸入即可。
其中備注內(nèi)容為每月1 號時測定的臺站所用純水的K 值、pH 計上溫度探頭與玻璃溫度表標準溫度對比差值、觀測員配制標準緩沖液及樣品不足棄樣的備注等。
在以上的幾個步驟完成后,點擊“轉換”按鈕,經(jīng)過口令驗證后,軟件就把逐日的AR 文件按一定的格式轉換,形成臺站酸雨報表的S 文件。
雖然形成了酸雨月報表S 文件,這只是酸雨軟件把逐日的AR 文件做一個集合,還需要進一步的審核。
首先要確保本站參數(shù)設置正確,特別要注意在本月內(nèi)是否有臺站名稱發(fā)生更改和臺站站址遷移而引起的地理位置變化、經(jīng)緯度變化和本站海撥高度變化等。若有以上情況,則應把相應的參數(shù)更改為遷移以后正確數(shù)據(jù),確保AR 文件轉換S 文件后,臺站基本信息正確無誤。
每個臺站應該保證使用符合酸雨規(guī)范規(guī)定的合格儀器,并按相應的格式備注儀器出廠和啟用日期,特別應該注意,在月內(nèi)是否有更換過儀器,若有,則要更改啟用儀器的相應的出廠日期、啟用日期和相應參數(shù),并加備注說明,不得遺漏。其中在每年的4月要及時更換新復合電極,并隨時注意更換出廠時間達到2 a 的復合電極[2]。在每年的1月制定《酸雨觀測站環(huán)境報告書》,該報告書中有本站的上年基本氣象資料和臺站酸雨觀測點的地理位置標識,制作時應使用本站上2 a 的正確的A 文件,利用酸雨軟件進行編制,添加本站酸雨觀測點的地理位置圖片,并正確標識出采樣桶的位置。
因為在日數(shù)據(jù)AR 文件中不含備注的內(nèi)容,所以在日常的工作中,經(jīng)常有漏輸情況發(fā)生。在S 文件審核時應特別注意雷雨大風、霧霾、揚沙浮塵天氣條件下樣品的污染狀況、配制的標準緩沖液時間和相應的pH 標準值、pH 計和電導儀的檢定和更換等情況的備注以及酸雨樣品不足1.0 mm 時應備注的“樣品不足,棄樣”的說明。
酸雨pH 值和電導率是反應自然界降水特征的兩個主要的重要指標,有關研究表明酸雨和大氣污染、天氣系統(tǒng)和氣象條件(風向風速、降水、霧霾)密切相關[3-4]。這兩部分是酸雨報表組成的主要內(nèi)容,報表審核中,要把這兩點當成重點進行審核,對軟件審核時提出疑誤信息,應該結合本地所處的天氣系統(tǒng)和氣象條件進行認真分析,進一步識別,哪些信息是錯誤信息,哪些是可疑信息,并做出正確的處理。
3.4.1 pH 值的審核 首先審核pH 值時應該對照酸雨觀測記錄簿(特簿—1)相對應的內(nèi)容對照,結合本站酸雨pH 值質(zhì)量控制圖進行審核。因為對一個臺站來說,pH 值應該在一定的合理范圍內(nèi),有正常的上、下限值。若超出這個范圍,就屬異常記錄,應該加大審核力度,找到原因進行分析,判斷是否是正確記錄。其次審核本站的pH 值時應考慮本站所處的天氣系統(tǒng),在不同的天氣系統(tǒng)下降水pH 值也有較明顯差異,如我站穩(wěn)定性降水多是冷空氣南下與暖氣團交匯,形成冷鋒云系,其天氣特點就是風力小、大氣層結穩(wěn)定,大氣各種污染物容易積聚,經(jīng)過降水沖刷,采集到的樣品測得pH 值比較小。最后還要結合有效能見度審核,在伴有霧霾天氣下的降水,因為大氣污染物不容易擴散,酸性降水的概率較大,同樣pH 值比較小。
3.4.2 電導率的審核 審核電導率值時也應該對照酸雨觀測記錄簿(特簿—1)相對應的內(nèi)容對照,結合本站酸雨K 值質(zhì)量控制圖進行審核。對出現(xiàn)在臺站正常記錄范圍外的記錄應該特別注意,判斷是否為正常記錄。對臺站周圍的污染源的分布要充分了解,對樣品采樣期間的風向風速加以分析,若污染源所處如臺站的上風方,且風力小時,則電導率較大,pH 值則很小。若臺站長時間無降水,那么在初次降水時,因大氣中懸浮顆粒較多,二氧化硫含量相對較多,則此時電導率較大,pH 值則很小。特別注意降水前是否有灰霾天氣,灰霾和大氣質(zhì)量有密不可分的關系,有霾時,大氣懸浮的污染塵粒和大氣氣溶膠細粒子較多,酸雨降水樣品容易受飄浮灰塵的影響,更容易形成酸雨,電導率也較大,pH 值則很小。
其它項目的審核包括:樣品溫度是否在30℃和10℃之間,如果不是,則酸雨實驗室達不到標準,應進行整改。天氣現(xiàn)象的摘要,應該注意大于4 種天氣現(xiàn)象時應該按現(xiàn)象持續(xù)時間的長短順序錄入前4 種。風向風速審核時也應該注意,若在02、08、14、20 時10 min 資料缺測時,要用2 min 的記錄代替等。
日常的酸雨觀測環(huán)節(jié)多,容易出錯。這就要求觀測員和預審員加強酸雨知識學習,重點學習酸雨規(guī)范,加強工作責任心,做到認真細致,注意積累報表制作和預審經(jīng)驗,不斷摸索有效、實用的預審方法,提高預審水平,進一步提高酸雨觀測數(shù)據(jù)文件的質(zhì)量。
[1]張殿五,張曉山. 中國大氣污染和酸雨、環(huán)境和氣候變化對中國的挑戰(zhàn)[M]. 北京:氣象出版社,1993:166-172.
[2]中國氣象局. 酸雨觀測業(yè)務規(guī)范[M]. 北京:氣象出版社,2005:66.
[3]謝文彰,李照勇,鐘昌琴. 廣東省酸雨污染與控制研究綜述[J]. 重慶環(huán)境科學,2002,24(5):64-66.
[4]楊賢為,鄒旭愷,馬天鍵. 長江三峽庫區(qū)酸雨特征分析[J]. 氣象,2002,28(10):16-17.