如何科學(xué)解析“霧霾”本質(zhì)

近期，華北、黃淮等地持續(xù)霧和霾天氣，導(dǎo)致北京、河北等地空氣污染嚴(yán)重。什么是“霧”？什么是“霾”？

霧：在水氣充足、微風(fēng)及大氣層穩(wěn)定的情況下，如果接近地面的空氣冷卻至某程度時，空氣中的水氣便會凝結(jié)成細(xì)微的水滴懸浮于空中，使地面水平的能見度低于1千米時，這種天氣現(xiàn)象稱為霧。它和云都是由于溫度下降而造成的，霧實際上也可以說是靠近地面的云。

“霾，也稱灰霾（煙霞），是指原因不明的因大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現(xiàn)象。霾的核心物質(zhì)是空氣中懸浮的灰塵顆粒，氣象學(xué)上稱為氣溶膠顆粒。空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ右材苁勾髿饣鞚?，視野模糊并?dǎo)致能見度惡化，如果水平能見度小于10千米時，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文臺稱煙霞(Haze)。”

產(chǎn)生霧霾的條件是什么？

霧是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶，形成條件要具備較高的水汽飽和因素。出現(xiàn)霧時空氣相對濕度常達(dá)100%或接近100%。霧有隨著空氣濕度的日變化而出現(xiàn)早晚較常見或加濃，白天相對減輕甚至消失的現(xiàn)象。出現(xiàn)霧時有效水平能見度小于1 Km。當(dāng)有效水平能見度1～10 Km時稱為輕霧。

灰霾的形成主要是空氣中懸浮的大量微粒和氣象條件共同作用的結(jié)果，其成因有三：①在水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象增多。城市里大樓越建越高，阻擋和摩擦作用使風(fēng)流經(jīng)城區(qū)時明顯減弱。靜風(fēng)現(xiàn)象增多，不利于大氣中懸浮微粒的擴(kuò)散稀釋，容易在城區(qū)和近郊區(qū)周邊積累；②垂直方向上出現(xiàn)逆溫。逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，這種高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象，使得大氣層低空的空氣垂直運(yùn)動受到限制，空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。③空氣中懸浮顆粒物的增加。隨著城市人口的增長和工業(yè)發(fā)展、機(jī)動車輛猛增，污染物排放和懸浮物大量增加，直接導(dǎo)致了能見度降低。

霧霾為何難以準(zhǔn)確預(yù)報？

霧霾預(yù)報除了需要天氣要素數(shù)據(jù)外，大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)也很重要，污染源數(shù)據(jù)不容易獲得?？諝馕廴練庀髼l件預(yù)報對近地層氣象數(shù)據(jù)的要求精度較高，而近地層受到地面粗糙度、植被及城市熱島效應(yīng)等因素左右，數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品相對偏差較大。

霾和霧一樣，主要發(fā)生在大氣的淺層，下墊面條件非常復(fù)雜，影響因素眾多，預(yù)報難度非常大。

精確預(yù)報霾天氣，既需要對霾產(chǎn)生的物理化學(xué)機(jī)制有準(zhǔn)確的理解，更需要獲取地面污染源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)很難精確獲得。