《霧物理化學(xué)研究》簡介

陸春松　黃紅麗

（作者單位：陸春松，南京信息工程大學(xué)；黃紅麗，氣象出版社）

《霧物理化學(xué)研究》簡介

陸春松黃紅麗

介紹了著者有關(guān)中國霧物理化學(xué)過程宏觀、微觀特征的最新研究成果，深化了對霧宏微觀物理結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，深入研究了霧的生消機(jī)制、理化特征以及預(yù)報預(yù)警方法。

氣象出版社，2014年

霧是大量微小水滴（或冰晶）浮游空中，使近地層水平能見度小于1km的天氣現(xiàn)象。目前，霧的危害日益突出，嚴(yán)重危害人體健康、交通運輸安全和電力供應(yīng)安全等。為了提高對霧害的科學(xué)認(rèn)識，增強(qiáng)防御霧害的能力，需要對霧害的成因、影響、防御和治理等進(jìn)行深入研究。

長江三角洲地區(qū)是我國霧的高發(fā)區(qū)之一。2007—2012年，在中國氣象局公益性行業(yè)（氣象）科研專項“長江三角洲霧害監(jiān)測預(yù)警及災(zāi)情評估方法研究”和國家自然科學(xué)基金面上項目“南京市區(qū)郊區(qū)霧理化特性及酸化機(jī)理的觀測和數(shù)值研究”的資助下，南京信息工程大學(xué)牛生杰教授、楊軍教授、樊曙先教授、朱彬教授、魏鳴教授和江蘇省氣象局曾明劍研究員等項目組主要成員帶領(lǐng)年輕教師和研究生，對南京濃霧的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合觀測。利用南京霧觀測研究經(jīng)驗，在國家科技部科技支撐計劃“南方冰凍雨雪天氣監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究”項目的支持下，項目組于2009和2010年赴湖北恩施對形成電線積冰的氣象條件進(jìn)行了實時監(jiān)測，并對過冷霧微物理過程進(jìn)行了綜合觀測；2011、2012和2013年項目組還分別赴廣東湛江、福建廈門對海霧微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合觀測，收集了大量第一手資料，并對這些資料進(jìn)行分析研究，建立了一套業(yè)務(wù)技術(shù)方法，取得了創(chuàng)新理論成果。

基于以上研究所取得的理論成果，牛生杰教授撰寫了《霧物理化學(xué)研究》專著。該書介紹了著者有關(guān)中國霧物理化學(xué)過程宏觀、微觀特征的最新研究成果，深化了對霧宏微觀物理結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，深入研究了霧的生消機(jī)制、理化特征以及預(yù)報預(yù)警方法，為提高霧的預(yù)報精度、有效實施人工消霧、制定霧災(zāi)應(yīng)急方案提供了新的理論基礎(chǔ)。內(nèi)容涉及：

1）宏觀特征：輻射霧具有顯著的日變化特征，平流霧和平流輻射霧的維持時間較長，并在正午前后減弱或者消散，亦具有一定的日變化特征。南京霧層較厚，平流霧和平流輻射霧的厚度最大。輻射霧的形成和發(fā)展與貼地逆溫層緊密相關(guān)，深厚霧層的形成與低空逆溫及逆溫層下的低云有關(guān)。平流輻射霧也是在逆溫層下形成的，但霧頂?shù)哪鏈爻２灰蛑形缜昂筇栞椛涞脑鰪?qiáng)而消失，與輻射霧不同。南京輻射霧和平流輻射霧中，霧形成前的風(fēng)速都比較小，且風(fēng)向大都是西北風(fēng)或者東南風(fēng)。

2）微觀特征：南京輻射霧的霧滴譜可分為寬譜和窄譜兩種。平流輻射霧過程中，霧滴活化和凝結(jié)增長是占主導(dǎo)的微物理過程。霧霾轉(zhuǎn)化過程中的主要發(fā)生順序為霾—輕霧—濕霾—霧—濕霾—輕霧—霾，濕霾持續(xù)時間在霧后較霧前短。雷州半島海霧的霧滴譜較寬，霧滴譜譜型以單調(diào)遞減譜為主。與南京霧類似，在海霧過程中，最主要的微物理過程是霧滴活化和凝結(jié)增長過程。湍流對霧的發(fā)展具有正反兩方面的影響，霧層中存在一個湍流強(qiáng)度臨界值，低于或高于該臨界值可促進(jìn)或削弱霧過程的發(fā)展。在既定的大氣環(huán)境中，氣溶膠數(shù)濃度也存在一個臨界值，促進(jìn)或者抑制霧微物理的發(fā)展。

3）化學(xué)特征：南京霧水中濃度最高的陰離子在2006和2007年均為，而陽離子在2006和2007年分別為和Ca2+，陽離子的變化主要是由2007年觀測點附近房地產(chǎn)建筑工地的增多引起的。2010年廣東省湛江市東海島海霧中陰陽離子分別以Cl-和Na+為主，2011年主要的陰離子是主要的陽離子。平流輻射霧中霧水離子總濃度高于輻射霧。霧前，大氣氣溶膠PM9.0中16種多環(huán)芳烴的總質(zhì)量濃度為44.06ng·m-3；霧過程中，PM9.0中的多環(huán)芳烴總質(zhì)量濃度明顯增加；霧消散后，PM9.0中多環(huán)芳烴的總質(zhì)量濃度顯著下降。

4）過冷霧：2010年1月9—11日積冰過程的霧滴微物理特征表明，積冰增長期霧滴的平均液水含量要明顯大于其他階段，降水出現(xiàn)時的積冰增長率明顯大于無降水時的值。由于凍毛毛雨的影響，過冷霧微物理量的發(fā)展受到了抑制。在受降水影響較小的個例中，微物理量之間都為正相關(guān)關(guān)系；而在受凍毛毛雨影響較大的過程中，微物理量之間出現(xiàn)了弱的正相關(guān)甚至負(fù)相關(guān)關(guān)系。

（作者單位：陸春松，南京信息工程大學(xué)；黃紅麗，氣象出版社）