上海市奉賢區氣象局 顧品強
“霧”、“霾”的致災原因和防御
上海市奉賢區氣象局 顧品強


3月下半月,全世界目光聚焦“霧霾”席卷西歐。今年1~3月,上海中心城區徐家匯霧日數出現3天,已與21世紀以來年平均霧日數持平。1月5日、25~26日受大霧影響,能見度較差,地鐵、高速橋隧道大橋等限速或關閉,客輪及輪渡先后停航,飛機航班備降周邊機場,車禍比平時增加幾十倍。1月26日,大霧還造成申城空氣質量一天之內經歷一級優到最高級別六級嚴重污染。“霧霾”已事關城市安全運行和市民身體健康,倡導節能減排、科學治理成為民生改善的當務之急。
《地面氣象觀測規范》中對霧的定義是,懸浮于近地面層中的大量水滴或冰晶,使水平能見度小于1千米的現象。霧和云在本質上并沒有什么區別,“霧是地上的云,云是空中的霧”。霧的形成條件是空氣中的水汽含量達到飽和,并有大量凝結核存在時就會出現霧的現象。霧主要以水汽為主,大量微小水滴或已潮濕的吸濕性質粒浮游空中,常呈乳白色, 霧出現時空氣相對濕度一般高于90%。根據霧的形成原因,最常見的霧主要有輻射霧和平流霧。輻射霧是地面空氣因夜間輻射冷卻達到水汽飽和狀態后形成的,這種霧大多出現在晴朗、微風、近地面水汽又比較充沛的夜間或早晨。平流霧是由于空氣的水平運動引起的,即暖而濕的空氣流向冷的地面或水面而形成的霧,多出現在海(水)陸交界地帶。
在氣象上,還有一種和霧的形成十分相似的天氣現象——“霾”,俗稱“灰霾”,它是指均勻地浮游在空中,肉眼無法分辨的大量極細微的干塵粒、煙粒或鹽粒的集合體,實際是一種顆粒物,造成空氣普遍混濁,水平能見度小于10千米的一種天氣現象,有灰霾時,使遠處光亮物微帶黃、紅色,使黑暗物微帶藍色。在氣象上這些大小不一的顆粒物還有學術名字叫氣溶膠粒子,其中將直徑≤2.5微米的顆粒物稱做PM2.5。這些氣溶膠粒子作為霧滴的凝結核而浮在空中,使能見度降低。霧會隨著白天氣溫的升高逐漸消散。但灰霾就不一樣,只要存在污染物持續排放以及有利污染物輸入和無法擴散的天氣因素,如氣層穩定、風速小、天氣干燥等,那么灰霾在一天任何時候均可出現或維持。在很多時候霧和霾一天當中隨著相對濕度的變化會相互轉化,往往早上是霧,到白天氣溫升高后就轉化為霾,反之,這些可充當凝結核的污染物遇到降溫和空氣濕度增大,容易轉化成霧。有時候因難以區分是霧還是灰霾,故有人將其統稱為“霧霾”。
據相關資料顯示,過去在人類活動較弱的時候,霧是一種自然現象,隨著人類活動的加劇,已不完全是自然現象了。這從一組數據可以很好地說明。1980~2013年徐家匯、奉賢兩地的年霧日數隨年代呈減少趨勢,20世紀80年代徐家匯、奉賢的年霧日數分別為30天和30.6天,到21世紀10年代,中心城區霧鮮有出現,年霧日數平均僅3天,遠少于同期遠郊奉賢的19天。因此,霧災是氣候變暖以來極少數隨年代有所減輕的氣象災害,說明日益增強的城市熱島效應不利城市大霧的形成和發展。盡管霧日數是減少了,但霧在個別年份、不同月份并沒有減少甚至出現增多現象,如奉賢2月霧日數21世紀10年代為20世紀80年代的2倍,春季(3~4月)、深秋(11月)霧日數隨年代變化并不明顯,上海中心城區今年1~3月已多次出現大霧。對霧的發生和可能影響仍需引起足夠的重視并加以防范。
霧造成的災害主要是影響交通和影響人體健康。霧出現后,能見度降低,空氣中的濕度較大,路面濕滑,不僅影響正常交通運輸,許多公路、軌道交通、飛行航運如撞車、撞人、飛機失事等事故頻發,大霧成為重要的天氣“殺手”。如2004年11月8日奉賢區青村鎮曾發生一起因持續濃霧,最小能見度也就幾米到十幾米,造成10人死亡的特大交通事故。同時,霧發生時低層大氣層穩定,空氣中含有比平時高得多的酸、堿、胺、酚、苯、重金屬微粒、灰塵及病原微生物等多種污染物,霧滴在飄移的過程中會不斷吸附污染物,而霧中的水滴會溶解許多對人體有害的物質,它們被水蒸氣固定在空氣中,導致空氣的有毒有害物質高出平時幾十倍,造成高度的空氣污染,人在這種高污染天氣和不潔凈的空氣中活動,勢必影響人體健康,出現心情煩躁、憂郁,患有腫瘤、心臟、肺部、哮喘、關節炎等諸多疾病的人群會出現癥狀加重的情況。

霧帶來的污染影響還具有非顯見性和累積性,若長時間被大霧籠罩,充當霧滴凝結物的污染物積累多,供電線路、變電站出現絕緣弱點而引發“污閃”,導致電網設備跳閘供電中斷;偏酸性霧滴易腐蝕建筑物和金屬物體;糧食、蔬菜等因霧滴不斷漂移、碰撞和吸附造成有害有毒物質在農作物中積累,且農田猶如灌溉了一次被污染的水,最終都危害人體健康。

有霧霾時,市民應盡量減少外出和戶外活動,這點對于減輕霧霾天氣對人體的影響很重要。有霧霾時,不要進行戶外運動防止有毒物質過量吸入身體;必須外出活動時,最好能戴上口罩,防止吸入對人體有毒的氣體,同時注意居室和人體皮膚的清潔,外出回來后應該立即清洗面部及裸露的肌膚,在家要少開窗,這樣可以有效隔離細小顆粒物的進入。心理素質較差者,要注意保持平和心態和自我心理調節。
大霧影響地區或區域,如機場暫停飛機起降,高速公路、輪渡、大橋暫時限速、封閉或者停航,特別是不要擁擠在渡口、站臺等極易發生踩踏事故的場所;騎車、行人行走時不要逆向行走,在穿越馬路時要當心左右來往車輛;各類道路和水上機動、非機動交通工具采取有效措施保障安全,要保持慢速行駛,在霧中駕車時要打開防霧燈和示寬燈,與前車(船)保持足夠的制動距離,霧特別大時,停止水上運輸;在霧中停車,最好要駛到道路以外,避免出現碰撞。供電系統要注意電網設備巡察,預防“污閃”(短路)對供電的影響,確保正常生產生活用電不受影響。

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霧的等級劃分
通常以人眼所看得見的水平距離將霧分為三個等級,能見度在500~1 000米為“霧”,能見度在50~500米為“濃霧”,能見度小于50米為“強濃霧”。將微小水滴或已濕的吸濕性質粒所構成的灰白色稀薄霧幕,水平能見度在1 000米以上稱為“輕霧”。在日常對外發布的預報用語中“大霧”特指水平能見度小于200米的霧。