沈 鷹(云南省氣象科學研究所,云南 昆明 650034)
霧還是霾
沈 鷹
(云南省氣象科學研究所,云南 昆明 650034)
根據霧和霾的定義及其特征、形成原因和變化過程,詳細分析了霧和霾之間的區別及其相互聯系。
霧;霾;氣象學
隨著全國大范圍霧霾天氣的頻繁出現,霧霾天氣引起了各級政府部門的高度重視和廣大群眾的極大關注。云南總體而言,大氣環境質量較好,霧霾天氣出現次數較北方地區明顯少得多。但是,經常也有群眾提出來說昆明出現了霧霾天氣,與此同時,就會有專家出面解釋,說昆明出現的是霧不是霾。
那么,霧和霾是不是一回事?如何判別出現的天氣現象是霧還是霾?
在氣象學中,霧和霾是不一樣的,它們既有聯系,也有很大的差別。根據《中國氣象局地面氣象觀測規范》的定義:霧是指大量微小水滴或冰晶浮游在空中,使水平能見度小于1 000米的天氣現象;當水平能見度小于500米時,則為濃霧;當水平能見度小于50米時,則為強濃霧;當大量微小水滴或已濕的吸濕性質粒所構成的稀薄霧幕,使水平能見度大于1 000米而小于10千米時,則為輕霧(或靄)。而霾(也稱為灰霾或煙霞)則是指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10千米的空氣普遍混濁現象。
霧和霾可以從以下幾個方面加以區分:
一是形成的濕度條件不一樣。霧是水汽飽和凝結成水滴后形成的,因此,出現霧時,相對濕度一般都要在90%以上,接近100%(因為有大量吸濕性凝結核存在時,相對濕度在100%以下就可能出現飽和);而霾是由大量干性塵粒(氣象學中稱為氣溶膠粒子)引起的,因此,出現霾時,相對濕度一般都在80%以下;當相對濕度介于80~90%之間時,導致能見度惡化可能是由霾和霧的混合物共同造成的,但主要成分是霾。
二是粒子大小尺度不一樣。霧滴的尺度比較大,可以從幾微米到100微米,而且分布不均勻,平均直徑大約在10~20微米左右,肉眼就可以看到空中飄浮的霧滴;而霾粒子的尺度比較小,主要從0.001微米到10微米,分布也比較均勻,平均直徑大約在1~2微米左右(也就是大家最近經常聽到的PM2.5),是肉眼基本看不到的在空中飄浮的顆粒物。
三是兩種現象的厚度不一樣。普遍而言,霧的厚度比較小,常見的輻射霧、平流霧的厚度從幾十米到幾百米左右,很少能超過1千米;而霾的厚度一般都比較厚,可達1~3千米左右。
四是邊界特性不一樣。霧與晴空區之間有明顯的邊界,一旦出了霧區(層),馬上就是晴空萬里;而霾與晴空區之間沒有明顯的邊界,能見度是逐漸變化和過渡的,變化緩慢。
五是顏色不一樣。由于霧滴較大,對不同波長的可見光(光的顏色)的散射差異不大,因而霧看起來呈乳白色或青白色;而霾粒子較小,對波長較長的可見光的散射比較強,因而霾看起來呈黃色或橙色、甚至紅色。
六是變化情況不一樣。大多數霧,尤其是輻射霧,會隨著空氣濕度的變化而出現明顯的日變化,晚上生成,逐漸變濃,日出后逐漸變淡消失;而霾的輕重程度主要由空氣中的氣溶膠粒子濃度決定,當空氣擴散條件好,特別是出現較強的風時,會把氣溶膠粒子帶到下游,使當地的粒子濃度大大減小,霾就減輕,或者是出現降雨降雪過程,雨雪通過類似于清洗作用,把氣溶膠粒子帶到地面(專業上稱為濕沉降過程),霾就會大大減輕,這也是為什么雨雪過后,大家感到空氣清新的原因之一。
因此,霧和霾的根本區別在于,霧主要由微小水滴組成,而霾則主要由各種煙、塵等干粒子組成,因此,霧不屬于環境污染現象,而霾則屬于環境污染現象。霧和霾的主要共同點則是使水平能見度下降。
當然,霧和霾在一定條件下也會互相轉換。由于霾粒子中有相當一部分是吸濕性物質,它們可以使水汽在相對濕度低于100%時就凝結成液水,因此,霾粒子可以促進和加強霧的形成。在早上或夜間,相對濕度較大時,就容易形成霧;在白天氣溫上升、濕度下降時,霧就逐漸變為霾;在霧和霾變換期間,霧和霾同時存在,則為霧霾天氣。
近幾年來,隨著空氣質量的惡化,霾天氣現象出現頻率不斷增多,危害加重,因此,我國不少地區把霾天氣現象并入霧一起作為災害性天氣預警預報,統稱為“霧霾天氣”。※
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1004-1168(2015)03-0047-02
2015-03-19
沈 鷹(1966-),男,上海人,高級工程師,長期從事大氣環境、人工影響天氣、大氣物理等方面的研究。