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霧與霾究竟有哪些區別?

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2015-03-23 08:33:00【

 

霧與霾究竟有哪些區別?

圖說:2014年10月16日,上海PM2.5濃度從凌晨起一路飆升,早8時全市平均濃度達152.9微克/立方米,實時空氣質量等級達到重度污染,上海浦東陸家嘴高樓群湮沒在一片灰暗之中。在今天的認識中,我們能快速判斷出照片中為霧霾天氣,確切地說是霾天,因為空氣內部密度均勻,且看不到明顯的邊界,顏色呈現出橙灰色。在查閱眾多的文獻后我們看到霾通常被稱為灰霾,從大氣物理學角度講,灰霾是大氣中的氣溶膠粒子和氮氧化物吸收或散射太陽光,導致視覺障礙的一種大氣光學中低能見度現象(其能見度小于10公里)。

霧與霾究竟有哪些區別?
圖說:2013年12月5日,霧鎖申城,上海市氣象臺發布大霧橙色預警,外灘沿線白茫茫一片,陸家嘴建筑群若隱若現。這是上海多年來罕見的一場大霧天氣。

 

一,直觀上很難區別什么是霧,什么是霾

單:過去我以為區分霧與霾并不復雜,現在我覺得這是一件很艱難的事。

吳:霧是微小的水滴或冰晶懸浮在空中,但霾不是。霾可以是一次排放的氣溶膠,包括自然成因的沙塵粒子、土壤塵等,也包括人類活動一次排放的顆粒物。更重要的是人類活動排放的氣態污染物,通過化學氧化和光化學氧化兩種形式形成的二次細顆粒物。

   所謂霾就是一種天氣現象,我按北京大學毛節泰先生的思路給灰霾一個定義:灰霾就是細粒子污染在高濕度下形成的低能見度事件。細粒子污染為什么要加上高濕度呢?因為濕度高,細微粒子吸濕增長對能見度惡化貢獻非常大,如果都是干粒子反而公眾直觀上看到的能見度降低不會很嚴重,所以會覺得霾不是很重。當濕度比較高的時候它就顯得更加嚴重。從上可以看出霾和霧的組成和形成原因完全不同。

 

單:但我覺得很難這樣截然分清,從霧的定義中,已經埋下?;?。形成霧需要有凝結核,這凝結核就是空氣中的細微小粒子,這種小粒子其實也是霾的組成成分。因此霧中本來已經包含了霾,除了像南、北極這樣的清潔地區,城市中不會有百分之百的由水滴組成的霧。霧與霾的組成成分雖然不同,但這些不同都是人直觀看不到的。人們直觀看到的無論霧還是霾,都是一種混濁朦朧的東西。雖然定義中規定了霾的能見度小于10公里,霧的能見度小于1公里,但霾的小于10公里包含了小于1公里,因此當霾很嚴重,能見度小于1公里時,直觀上很難區分什么是霧,什么是霾,難就難在沒有一個能夠檢測的量的標準。這不像空氣質量指數,可以量化,比如實測PM2.5的濃度。

  我看到各地氣象站的觀測員在區分霧和霾時,實際依靠的手段是測量大氣中的相對濕度,因為這是可以用儀器測量的。我看你調查了一些地方的氣象觀測站點,觀測員們依照的標準很不相同。有的把相對濕度大于58%就劃為霧,有的把大于60%就認定為霧。我咨詢過一個氣象部門的專家,他說雖然國家至今還沒有給出一個判定霧和霾的相對濕度標準,但實際觀測中預報員用75%作標準。大于75%就是霧,小于就是霾。

吳:我認為這些相對濕度的標準都太低了。我們知道相對濕度就是一個衡量空氣中的水汽是否接近飽和凝結成水滴的程度。理論上100%才能形成水滴,也就是生成霧,但實際觀測中,相對濕度達到95%以上就可以形成霧,WMO(世界氣象組織)區分霧與霾的相對濕度限值是95%,我國很快會制定新的霾觀測行業標準,很可能采用WMO的相對濕度限值95%。

 霧與霾究竟有哪些區別?

單:但是有的專家說,你把相對濕度的標準定得這么高,會產生不公平。相對濕度的標準定低了,

就把許多霾當成了霧,定高了就把許多霧當了霾??蠢窗嚴嘍允榷ǘ嗌?,是一個很艱難的事。

吳:區分霾和霧需要尊重基本的科學原理,相對濕度達到100%以上才能發生凝結是18世紀經典的物理學定律。我提出一個“干霾”與“濕霾”與霧區分的模型,以相對濕度80%為標準劃分干霾與濕霾,以相對濕度95%劃分濕霾與霧。

霧與霾究竟有哪些區別?
圖說:2014年11月21日,沈陽出現大霧天氣,市氣象臺先后發布了大霧黃色預警、橙色預警和紅色預警,沈陽周邊多條高速公路因大霧封閉,桃仙國際機場因大霧處于封閉狀態,市區居民出行也受到嚴重影響。這一天對氣象觀測研究來說具有重要意義,因為近十年來城市中已經很難記錄到真正的霧出現,如今的城市已被霾統治。當天的記錄顯示,城區最小能見度不足50米,這符合霧的能見度小于1公里的標準,從當時在城市高處拍攝的照片來看,霧的邊界清晰,起伏明顯,分布高度百米以下,很多高層建筑的樓頂漂浮在霧海之中。

 

二,能夠叫“霧霾”的,全國只有五個樣品

 

單:我看你在文章中說到霧的時候,說現在的霧也是污染的,也是很臟的。你說的這個“臟霧”不就是“霧+霾”——“霧霾”嗎?

吳:對,但是這種天氣很罕見。廣州大概2005年出現過一次,我們采了樣品,像墨汁一樣,樣品非常難采,我們在南嶺采集霧水樣品,5分鐘可以采60毫升,可是在廣州,24小時才10毫升,說明城市霧含水量非常少。這種霧加霾在城市區域出現很難,幾乎十年一遇,但是遇到的時候它已經不干凈了。因為在形成霧的過程中,如果水汽供應量非常大,它已經把霾作為凝結核溶在霧里面,而污染物濃度比正常的霧還是高得多。我們原來想起個名字叫“污染霧”,但是后面看實際的意義并不大,它出現的幾率很低。我們2005年在廣州取了霧水樣品,2006年在南京也有學者取到同樣的樣品,2010年上海復旦大學在黃山取到了霧水樣品,在上海某地也取到了霧水樣品,污染物濃度都不低。早期還有在閩南的一座山上取得了霧水的樣品。前輩科學家在北京堅持10年之久,都沒有采集到足夠分析的霧水樣品,正式發表的到今天才五個樣品。

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