淺談霾的形成與危害及與輕霧的區(qū)別

吳云

摘 要 霾的出現(xiàn)有重要的空氣質(zhì)量指示意義，而輕霧與特定的天氣系統(tǒng)有聯(lián)系。由于經(jīng)濟規(guī)模迅速擴大和城市化進程不斷加快，霾現(xiàn)象越來越多，對人類的危害日趨嚴重，氣象業(yè)務中也將霾現(xiàn)象作為重要天氣進行觀測和發(fā)布，因而越來越多地受到公眾的關(guān)注。由于天氣現(xiàn)象的復雜性，地面觀測有時容易出現(xiàn)判斷錯誤，根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》技術(shù)規(guī)定，結(jié)合實際觀測經(jīng)驗，對霾與輕霧提出了判定處理方法，以供探討。

關(guān)鍵詞 霾；形成；危害；輕霧

中圖分類號：P426.4 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.078

由于社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市化進程的加快，大氣氣溶膠污染日趨嚴重，由氣溶膠造成的能見度惡化事件也越來越多[1]。在日常工作中，觀測員會經(jīng)常遇到水平能見度小于10 km，甚至小于1 km的視程障礙現(xiàn)象，而輕霧與霾就是最常見的兩種，二者的區(qū)別不像霾與霧那樣明顯，出現(xiàn)時如何判定區(qū)分，是困擾觀測員的問題。如果輕霧或霾在臨近觀測時出現(xiàn)，那么由于定時觀測發(fā)報時間的限制，觀測員必須在規(guī)定的時間內(nèi)做出準確的判定，從而對觀測員提出了更高的要求。

1 霾與輕霧的定義

根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》，輕霧是微小水滴或已濕的吸濕性質(zhì)粒所構(gòu)成的灰白色的稀薄霧幕，使水平能見度大于等于1 km而小于10 km的現(xiàn)象。霾是大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10 km的空氣普遍混濁現(xiàn)象。

2 霾天氣的形成及危害

近年來，在我國大中城市，由于工業(yè)化、城市化、交通運輸現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，化石燃料（煤、石油、天然氣）的消耗量迅猛增加，汽車尾氣、燃油、燃煤、廢棄物燃燒向大氣中排放的污染物或大自然在一定的氣候條件下產(chǎn)生的塵粒、煙粒、火山灰或鹽粒等大量極細粒子（氣溶膠粒子）的污染日趨嚴重，導致一些地區(qū)大氣的混濁度高、能見度差、空氣質(zhì)量下降。特別是在大的工業(yè)城市，空氣質(zhì)量日趨惡化產(chǎn)生了許多新的氣象問題，在空氣污染嚴重的地區(qū)霾天氣頻繁發(fā)生即為其中之一。霾不僅能使能見度下降，導致發(fā)生交通事故，還會給居民的生產(chǎn)、生活帶來許多不便，尤其是交通出行，進而誘發(fā)呼吸道等多種疾病，甚至死亡，嚴重危害人類的身心健康。同時，霾對氣候以及生態(tài)環(huán)境均會造成較大危害，已經(jīng)成為一種新的災害性天氣，引起了全社會的普遍關(guān)注。因此，提高對霾天氣的認識，探討其成因，從而做好預報、觀測和服務，對于減輕城市的空氣污染、減輕對人類的危害、保護人類賴以生存的環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。

霾與輕霧的出現(xiàn)都具有季節(jié)性，雖然一年四季都能觀測到，但多出現(xiàn)在冬半年，不過霾天氣的發(fā)生對天氣條件更具選擇性，常發(fā)生在特定的氣候、大氣層結(jié)較為穩(wěn)定的天氣條件下[2]。因此，根據(jù)霾形成所需要的天氣條件，分析認為：霾多出現(xiàn)在春季、秋季、冬季，主要發(fā)生在10—次年2月的秋冬季節(jié)，且以冬季最強，并都有逆溫層存在。

3 霾與輕霧的區(qū)別

霾和輕霧都是視程障礙現(xiàn)象，它們是通過散射看到的兩種性質(zhì)截然不同的天氣現(xiàn)象，出現(xiàn)在不同的天氣條件下，是表征不同的天氣狀況。所以，霾與輕霧不論是在形成機理，還是在特征上都是有區(qū)別的，應該能夠理解把握，在觀測中不難區(qū)別這兩種現(xiàn)象[3]。但由于天氣現(xiàn)象的復雜性，從《規(guī)范》中也只能了解其定性的描述，很難得出定量的界限，在理論上也對霾與輕霧的成因、多出現(xiàn)的季節(jié)及其特征沒有足夠的了解，導致在具體判定時仍存在一定的困難。經(jīng)過多年的觀測發(fā)現(xiàn)，霾與輕霧有時候較容易混淆，很易誤記，尤其是遇到霾與輕霧互相轉(zhuǎn)換、交替出現(xiàn)、持續(xù)存在時。集體觀測時也由于認識理解存在不同，各自對霾與輕霧的生成條件、特征、持續(xù)時間持不同的意見，往往會引起一些爭議，很難達成一致意見，對日常的觀測工作有很大的影響。因此，要在日常的觀測工作中減少人為因素的影響，提高對霾與輕霧的判定水平，除了確定統(tǒng)一的判定標準外，更重要的是要求觀測員全面認識和了解霧霾天氣的生消成因，了解其隨季節(jié)的變化規(guī)律，并具體結(jié)合以下基本特征進行綜合分析，從而才能做好霧霾天氣的觀測工作，得出的記錄也才能反映真實的天氣情況。

3.1 生消原因不同

輕霧是由于近地面層大氣輻射冷卻，相對濕度增大，使空氣中的水汽凝結(jié)而成的微小水滴，常在早晚形成，呈灰白色，常是局地性、不均勻的，受氣溫的影響較大，且隨相對濕度的增大或減小而增厚變濃或變薄消散。有時當有光照時，由于地面受熱增溫，地表蒸發(fā)加劇，近地層水汽含量增多，導致增厚變濃維持一定時間，之后隨著溫度升高，由于蒸發(fā)作用，變薄消散。生成和消散比較有規(guī)律，有明顯的日變化。有時陰天有降水時所形成的輕霧是均勻的、大面積的。霾是自然界在一定的氣候條件下或人類活動排放的塵粒、煙粒、火山灰以及鹽?；驈U氣污染物，當大氣層較穩(wěn)定時，有較長時間的逆溫層，微風（1～3 m·s-1），相對濕度較小時，而在底層空氣中聚集的肉眼看不見的大量極細微的污染物，使空氣普遍混濁，且強度以陰天較大。霾生成沒有輕霧迅速，有慢慢積累的過程，受氣溫的影響相對較小，不像輕霧有明顯的日變化，往往持續(xù)數(shù)日。風可以有效破壞大氣的逆溫層，如果風速增大，空氣水平運動加強，進而帶動上下層的空氣運動，引起大氣擾動，促使空氣上下對流，使大氣層變得不穩(wěn)定，從而就有利于大氣底層的污染物向水平方向和高空擴散稀釋，霾就慢慢消散。

3.2 相對濕度不一樣

《氣象學》指出，輕霧是由于近地面層大氣輻射冷卻、相對濕度增大，使空氣中的水汽凝結(jié)成微小水滴的現(xiàn)象，若濕度較小則不能形成。當氣溫上升、相對濕度減小時，就會很快消散，而出現(xiàn)霾時，相對濕度往往較小或顯著下降。從霾與輕霧的成因和物理性質(zhì)來看，它們與濕度是有密切關(guān)系的。上級業(yè)務部門根據(jù)理論和長期實際觀測結(jié)果制定了霾與輕霧的判定標準，規(guī)定當相對濕度小于65%，且符合霾的基本特征時，則為現(xiàn)象霾，當相對濕度大于等于65%時，則依據(jù)濕度及其特征判定為輕霧或霧。所以，相對濕度的大小是判定霾與輕霧的依據(jù)之一。

3.3 顏色有區(qū)別

輕霧呈灰白色的霧幕，常在早晚形成，日出后即消失，生成與消失比較有規(guī)律。出現(xiàn)霾時，遠處光亮物體微帶黃色、紅色，黑暗物體微帶藍色，顯然二者顏色不同。因此，顏色特征是判定霾與輕霧的依據(jù)，也是主要的判定依據(jù)。

3.4 對能見度的影響不一樣

大氣輻射冷卻單獨生成的輕霧，往往貼近地面，高度較低，對水平能見度影響較大，并不明顯影響垂直能見度。相反，濃的霾可掩蔽全天，厚度和范圍也比輕霧大得多，不僅影響水平能見度，而且還影響垂直能見度，導致天空不可辨。稀薄的霾看上去像輕霧一樣，但總是有使大氣普遍混濁的感覺，影響水平能見度的視角要大得多，持續(xù)影響能見度的時間也應比輕霧長一些。

4 輕霧與霾的轉(zhuǎn)記

由于臺站位置、天氣條件、濕度變化等原因，輕霧與霾早晚可以交替出現(xiàn)。輕霧是由微小水滴或已濕的吸濕性質(zhì)粒所構(gòu)成的灰白色的稀薄霧幕，它是由近地面層大氣輻射降溫，空氣中的水汽凝結(jié)而成的，有時空氣沒有達到飽和也能形成輕霧，這說明空氣中有大量的凝結(jié)核。這些凝結(jié)核多為不溶解于水但能被水所濕潤的塵粒、煙粒等。如果日落后到日出前下墊面輻射冷卻降溫，相對濕度增大，大氣中的塵粒以濕粒子為主要成分的時候，且顏色符合輕霧特征，即可觀測為輕霧。日出后，隨著氣溫的上升，相對濕度減小，由于蒸發(fā)作用，粒子上的水汽蒸發(fā)，而凝結(jié)核又顯露出來，與其他粒子一起懸浮在空氣中，它們雖然肉眼不能分辨，但卻使空氣普遍混濁，并呈現(xiàn)出霾的特征，此時轉(zhuǎn)記為霾。日落后下墊面輻射冷卻降溫，相對濕度增大，由于水汽凝結(jié)作用，輕霧的特征又呈現(xiàn)出來，此時應觀測為輕霧。這樣，就出現(xiàn)了輕霧→霾→輕霧互相轉(zhuǎn)換、交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，并且有可能持續(xù)幾天。但是，要準確把握，比如：輕霧轉(zhuǎn)霾，如果轉(zhuǎn)記后，在其他氣象要素基本不變的情況下，只是隨氣溫的上升，相對濕度不斷減小，能見度在較短時間（1～2 h）內(nèi)就明顯轉(zhuǎn)好，達到

10 km或以上，說明轉(zhuǎn)記前沒有判定準確。因為霾受溫度的影響與輕霧相比相對較小，不會因氣溫的上升、相對濕度的減小而在較短時間內(nèi)就消散，它有慢慢擴散、稀釋的過程，持續(xù)影響能見度的時間比輕霧長些。而輕霧則隨氣溫的上升，由于蒸發(fā)作用，相對濕度減小，消散較快，能見度也會明顯轉(zhuǎn)好。

5 結(jié)語

在臺站的觀測業(yè)務中，霾與輕霧的辨別比較混亂，缺乏可比性。在觀測實踐中，必須盡快統(tǒng)一認識，所以觀測時要從上述幾個判據(jù)入手，根據(jù)影響天氣系統(tǒng)的變化和臺站所處的相對位置以及太陽和遠近地面景物的顏色等具體情況，同時還要注意該現(xiàn)象本身的演變，結(jié)合宏觀特征的各種判據(jù)來準確分辨霾與輕霧。

另外，霧霾天氣對現(xiàn)代交通的影響越來越嚴重，越來越直接，地面觀測員一方面要提高自身的業(yè)務技能，另一方面也要宣傳霧霾天氣的科普知識，提高公眾對霧霾現(xiàn)象的認識與判斷，從而合理地安排交通出行，減少氣象災害對生命財產(chǎn)的危害。

參考文獻：

[1] 黃榮輝.大氣科學概論[M].北京：氣象出版社，2005.

[2] 邱金桓，陳洪濱.大氣物理與大氣探測學[M].北京：氣象出版社，2005.

[3] 吳兌.再論都市霾與霧的區(qū)別[J].氣象，2006，32（4）：9-16.

（責任編輯：趙中正）