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现在北京的霾都是灰霾,而不是雾霾!

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 近期,华北地区严重的霾状况,使得大众对于霾污染再次重视起来。今天想弄清楚的是什么是灰霾。

 
首先从气象学的常识来看,天气现象只有“雾”和“霾”,没有“灰霾”也没有“雾霾”。因为雾和霾两种天气现象在空气质量不佳的时候常常相伴发生,互相影响,比较不容易清楚的分辨开,所以近年来媒体上常用雾霾这个词来形容这一类的能见度障碍性的天气。而灰霾可能是在湿度比较低的情况下,人们强调这天儿是比较纯粹的“霾”而与“雾”关系不大的一种说法。
 
雾的本质众所周知是水蒸气饱和以后继续降温或者增湿,依附凝结核形成的小水滴,一般来讲有雾时空气的相对湿度在95%~100%左右。观测员依据能见度来确定雾的分级,比如“浓雾”、”强浓雾”等等。
 
霾也是气溶胶的一种,但是成分非常复杂。光分类就有很多种,比如:按来源分有自然源(海浪破碎、火山喷发等)和人类排放源;按产生方式分有机械粉碎、燃烧、气粒转化等;按谱分布有巨粒子、大粒子、细粒子等;而且一些一次气溶胶在空气氧化和阳光等的作用下还可以反应生成二次气溶胶等。
 
霾为何会与雾纠缠不清呢?因为纯粹的粒子浓度过高而导致能见度小于10km(霾的最低标准)的情况太少了。而一旦空气中的湿度上升,水汽与各种产生霾的气溶胶粒子结合,或者促进的一次气溶胶的反应生成更大粒子的二次气溶胶,或者促进气溶胶粒子的合并长大等等,这样在粒子总量变化不大的情况下能见度会有相当大的变化。这种气溶胶和水汽共同作用而产生的所谓”雾霾“占了实际情况的大多数。
 
下面就是重点了,如何区分一种能见度障碍天气是雾还是霾。一看相对湿度,讲课当时的观测标准已经改为80%,再之前是65%。其实这本来是很清楚的事,小于90%湿度哪里会有雾啊?不过据说是为了基层观测员方便区分,也考虑历史观测数据的一致性,才定为80%(最近又有修改,不过我不是观测员就不是很清楚了)。二看均一性。大家小时候常见的或者现在在水域边或视线极好的地方可能见过雾气飘渺的现象,纯粹的雾在气流中也会流动从而视物忽明忽暗忽而清晰忽而模糊。高速公路上的团雾还是一种非常危险的灾害。而霾则在各个方向上都非常均匀,是各向同性的,像透过毛玻璃看东西一样,就算有风刮过也丝毫不会对能见度造成什么波动。
灰霾又称大气棕色云、大气灰霾,在中国气象局的《地面气象观测规范》中,灰霾被这样定义:“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10千米的空气普遍有混浊现象,使远处光亮物微带黄、红色,使黑暗物微带蓝色。
 
灰霾作为一种自然现象,其形成有三方面因素。一是水平方向静风现象的增多。随着城市建设的迅速发展,大楼越建越高,增大了地面摩擦系数,使风流经城区时明显减弱。静风现象增多,不利于大气污染物向城区外围扩展稀释,并容易在城区内积累高浓度污染。二是垂直方向的逆温现象。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空,使城市上空出现了高空比低空气温更高的逆温现象。污染物在正常气候条件下,从气温高的低空向气温低的高空扩散,逐渐循环排放到大气中。但是逆温现象下,低空的气温反而更低,导致污染物的停留,不能及时排放出去。三是悬浮颗粒物的增加。近些年来随着工业的发展,机动车数量的猛增,污染物排放和城市悬浮颗粒物大量增加,直接导致了能见度降低,使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。
 
2010年6月1日,中国气象局发布的《霾(灰霾)的观测和预报等级》正式实施,2010年6月13日,气象行业标准《霾(灰霾)的观测和预报等级》的名称更改为《霾的观测和预报等级》。霾这个与雾相似的天气过程,将被准确区分开。《霾的观测和预报等级》中,详细规定了霾的标准,即能见度低于10千米,相对湿度小于95%时,排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟雾、吹雪、雪暴等天气现象造成的视程障碍,就可判断为灰霾。在这个标准出现之前,雾和霾的区别并不是很清楚。
 
国家标准对于造成灰霾的主要四种大气成分(直径小于2.5μm的气溶胶质量浓度、直径小于1μm的气溶胶质量浓度、气溶胶散射系数、气溶胶吸收系数)也有规定,只要其中有一种充分指标超过限值,即使能见度大于10公里,也是灰霾。灰霾的预报等级分为了轻微、轻度、中度、重度4级。
 
一是影响身体健康。灰霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气颗粒物。其中有害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子,如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子等,它能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中。由于灰霾中的大气气溶胶大部分均可被人体呼吸道吸入,尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中,引起鼻炎、支气管炎等病症,长期处于这种环境还会诱发肺癌。此外,由于太阳光中的紫外线是人体合成维生素D的惟一途径,紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发。另外,紫外线是自然界杀灭大气微生物如细菌、病毒等的主要武器,灰霾天气导致近地层紫外线的减弱,易使空气中的传染性病菌的活性增强,传染病增多。
 
二是影响心理健康。灰霾天气容易让人产生悲观情绪,如不及时调节,很容易失控。
 
三是影响交通安全。出现灰霾天气时,室外能见度低,污染持续,交通阻塞,事故频发。
 
四是影响区域气候。使区域极端气候事件频繁,气象灾害连连。更令人担忧的是,灰霾还加快了城市遭受光化学烟雾污染的提前到来。光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾,汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物,这些气体在阳光和紫外线作用下,会发生光化学反应,产生光化学烟雾。它的主要成分是一系列氧化剂,如臭氧、醛类、酮等,毒性很大,对人体有强烈的刺激作用,严重时会使人出现呼吸困难、视力衰退、手足抽搐等现象。
 
干旱和灰霾,给光化学烟雾提供了更可能生成的环境。强烈的日照、低流动的空气和较小的湿度使城市中的各种污染物无法及时扩散,灰霾天气将增大光化学烟雾产生的几率,造成空气的二次污染。
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