雾霾围城缘何由
霾的成因是多方面的。天气分析表明,北方城市冬季凡是大范围、长时间、高浓度的雾霾,总是由气候背景、天气条件、城市环境、社会管理等多种因素叠加所致。
从气候背景来看,需要空气湿度长期在高位徘徊并趋于饱和,以便为雾霾的产生提供充足的水汽资源。从天气条件来看,需要近地面空气静止少动,无风,大气层结稳定,不利于污染物的流动与扩散,而有助于水汽、悬浮颗粒物的逐渐累积。从城市环境来看,由于城市高楼林立,楼宇间距过窄,阻碍了空气流动;机动车数量猛增,烧烤等活动造成不容忽视的低空污染。此外,环境保护步伐没能跟上等,这些都成为引发雾霾的强劲推手。从社会管理来看,煤烟型城市每年工业和采暖期用煤量惊人,采取集中供热模式,同一时间开启。后两个因素为雾霾大规模发生与持续发展提供了更多的凝结核。因此,清晨生成的辐射雾与徘徊不去的烟霾相互叠加,正是“不霾则已、一霾惊人”的原因所在。
当然,每次雾霾形成的原因并非完全相同。气象专家对东三省11月上中旬这次空气污染过程形成的原因进行了总结,认为此次污染过程主要由四方面原因引起:
一是此次天气过程中冷空气势力较弱,没能吹散雾霾天气。对于辽宁而言,冷空气非但未能带走雾霾,当地反而被上游地区黑龙江、吉林输送的污染空气所“殃及”,加重了污染程度。
二是伴随着雾霾的此次雨雪过程使地面相对湿度加大,反而有利于大雾天气的形成。
三是大气垂直层结的结构稳定,有逆温形成,极不利于空气污染物的扩散。
四是冬季的集中采暖及秸秆焚烧,导致污染物排放大量增加。
那么,雨雪天气为什么反而会使雾霾加重?以沈阳为例,专家对此解释说:一般情况下,沈阳在这个季节导致雨雪天气的系统主要来自北方。这些来自北方的天气系统有3个特点:一是水平风增速,二是垂直风对吹,三是气压相对高一些。所以,当沈阳出现由北来的天气系统导致的降水时,雾霾天气比较容易消散。而11月 8日的雨雪天气是由南来系统影响的,南来系统一般导致稳定性的降水;无论水平风速,还是垂直风速都比较小,气压也相对低一些;而且由于雨雪天气的到来,使本来就不大的风速受到了抑制,变得更小了。这样一来,雾霾要比晴朗天气时更不容易消散;再加上供暖季节的到来,以及农民燃烧秸秆产生的废弃物的堆积,空气中污染物浓度增大。以上种种原因综合起来,雾霾天气就愈发明显了。
霾雾并非同根生
由于霾和雾同归属于视程障碍现象,它们都可以使大气混浊、视野模糊,而且还可能互相变换角色。所以,人们提到霾时,总要把它与雾联系在一起,说成或写成“雾霾”。对于“雾霾”这一词,中国气象局一些研究人员提出异议,建议中间用标点符号区分,改为“雾、霾”或“雾-霾”。可是,老百姓和媒体已经习惯“雾霾”这一称谓,改起来很难。
不过,叫归叫,其科学道理,大家还是应该知道的。从本质上来说,霾雾并非同根生,它们有着非常明显的不同之处。
霾看上去灰蒙蒙一片。在显微镜下看,霾是由无数个微小的干性粒子组成的,这是人的肉眼无法分辨出来的,一般来说,它们比雾滴小,霾粒子的直径仅有0.3~0.6微米。
霾的组成成分非常复杂,囊括几百种颗粒物。这些颗粒物可以分为无机成分和有机成分:无机成分包括矿物粉尘、土壤尘、沙尘、火山灰、海盐、黑炭、硫酸盐、硝酸盐等,有机成分包括有机碳氢化合物、具有生物活性的粒子(病毒、病菌、花粉、孢子)等。需要特别关注的是,汽车尾气和工厂废气里含有大量氮氧化合物和碳氢化合物,它们在太阳光作用下,会发生光化学反应,产生光化学烟雾,其主要成分是一系列氧化剂,如臭氧、醛类、酮等,被称为空气二次污染物,这也是霾的重要成分之一。由于霾粒子散射波长较长的那部分可见光比较多,因而霾看起来呈黄色或者橙灰色,给人一种晦暗、压抑的感受。
人们对霾的认识有个由浅至深的过程,中国气象局也在2013年重新修订后的霾预警信号标准中增加了有关PM2.5含量的内容。气象学上按水平能见度和空气相对湿度的'大小,将霾分为轻微霾、轻度霾、中度霾和重度霾4个等级。
中国气象局研究员汪勤模等根据雾、霾二者各自的定义,总结出二者的十大区别。
一是水平能见度不同。雾的水平能见度小于1000米,霾的水平能见度小于10千米。
二是相对湿度不同。雾的相对湿度大于90%,霾的相对湿度小于80%。相对湿度为80%~90%的是霾和雾的混合物,但其主要成分是霾。
三是厚度不同。雾的厚度只有几十米至200米左右,霾的厚度可达3000米。
四是边界特征不同。雾的边界很清晰,过了“雾区”可能就是晴空万里;而霾与晴空区之间没有明显的边界。
五是颜色不同。雾是乳白色、青白色,霾是黄色、橙灰色。
六是形成条件有差异。虽然雾和霾的形成都需要微风或无风,大气状态稳定,即要有逆温层,但是,雾需要一定的水汽和降温条件,使得空气达到饱和而发生凝结现象;而霾的形成并不需要水汽和降温条件,主要是空气中(干性)颗粒物要达到一定浓度,相对湿度不要大。
七是成分不同。雾主要是由微小水滴或冰晶组成的,雾滴尺度一般为3~100微米;霾是由肉眼看不见的复杂微小粒子等组成的,霾粒子的直径仅有0.3~0.6微米。
八是日变化不同。雾一般在午夜至清晨最容易出现,日出后会很快消散;霾的日变化特征不明显,当气团没有大的变化,大气层结较稳定时,会持续较长时间。
九是季节变化不同。我国一年四季都可能有雾出现,大多数地区秋冬季节为雾的多发期,春、夏季雾较少;霾在全国大部分地区均有明显的季节变化,冬季多,夏季少,春秋季居中。
十是指示意义不同。一般来说,雾有天气预报的指示意义,如谚语“十雾九晴”;霾更属于环境问题,在大气污染研究和空气质量预报中的指示意义显得更重要。
阅读思考:
1.为什么雾霾会围绕北京呢?
2.是什么原因造成雾霾的?
3.雾霾有什么防止方法?