方 研
认识雾与霾
方 研
雾是一种自然现象,是悬浮在贴近地面的大气中的大量微细水滴(或冰晶)的可见集合体。霾又称灰霾(烟霞),主要是人为因素造成的,是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子导致大气混浊,视野模糊并导致能见度恶化的现象。
1.能见度范围不同。雾的水平能见度小于1公里,霾的水平能见度小于10公里。
2.相对湿度不同。雾的相对湿度大于90%,霾的相对湿度小于80%,相对湿度介于80%~90%的是霾和雾的混合物,但其主要成分是霾。
3.厚度不同。雾的厚度只有几十米~200米左右,霾的厚度可达1~3公里左右。
4.边界特征不同。雾的边界很清晰,过了“雾区”可能就是晴空万里,但是霾与晴空区之间没有明显的边界。
5.颜色不同。雾的颜色是乳白色、青白色,霾则是黄色、橙灰色。
6.日变化不同。雾一般午夜至清晨最易出现,霾的日变化特征不明显,当气团没有大的变化,空气团较稳定时,持续出现时间较长。
雾、霾作为天气现象古已有之,史书多有记载。总体来讲,雾、霾均可能导致能见度降低,但两者成分有差异:前者出现时相对湿度一般过饱和,以微小水滴为主;后者则相对湿度较低,以颗粒物为主。
近些年,人类活动对大气环境产生较大影响。雾与霾,尤其是霾,事实上已不是一个单纯的天气现象。
中国气象局雾霾监测预报创新团队首席专家龚山陵说,大气污染物排放、气象条件、大气化学反应过程是导致雾霾天气出现的三大因素。
污染物排放是雾霾天气产生的“元凶”。据分析,污染源包括燃煤、机动车尾气、工业企业排放、地面扬尘、居民生活污染排放等。
雾霾天气的出现,必须满足一定的气象条件。在静稳天气形势下,大气稳定度高,空气垂直对流减弱,不利于污染物和水汽垂直扩散;风速较小,不利于污染物和水汽水平扩散,使得大气污染物容易聚积在近地层某个区域。“在雾霾天气下,污染物浓度上升使地面接收到的太阳辐射减少,地面温度较低,进一步有利于大气低层逆温,大气稳定度加大,霾进一步加剧,形成恶性循环。”中国气象局环境气象中心副主任张恒德说。
雾霾的大气化学反应过程也不容忽视。一些大气污染物在排放时就是颗粒物,比如扬尘、灰尘等;还有些污染物在排放时是气态物质,如燃煤产生的二氧化硫、机动车排放的氮氧化物等,这些气态物质经大气光化学反应后,会转化为颗粒物。在很多城市,这些污染物对雾霾的“贡献率”更大。据研究,湿度较大时,上述污染物从气态向颗粒物的转化速度更快,因此,在近地面水汽条件较充足时,不仅会出现雾与霾的混合现象,还会促使污染物浓度上升。所以说,11月底华北地区积雪融化造成空气湿度增加,也是当时雾霾过程加重的原因之一。
雾霾常常相伴而生,大范围雾霾天气一旦形成,在有利的天气条件下可维持数日。利于雾霾维持的天气条件包括:一是风力小,不利于污染物在水平方向扩散;二是低空大气层结稳定,近地面易出现逆温层,不利于污染物垂直向上扩散,使得污染物在大气边界层积聚。