關于霧與霾天氣現象的辨別研究

王帥

摘 要：我國氣象觀測研究中，霧與霾的辨別區分是重點研究內容。目前我國氣象觀測測通常以80%的相對濕度界限，辨別區分霧與霾，但這種辨別方法的準確性相對較低，因此，應結合霧與霾主要特征，結合多種判斷依據來進行具體辨別。本文通過對霧與霾的辨別方法進行總結研究，旨在提高我國地面氣象觀測水平，更好的服務社會。

關鍵詞：霧;霾;天氣現象;辨別

霧和霾是我國天氣現象中對地面視野影響較大，導致空氣能見度惡化，形成對交通安全產生嚴重威脅的災害性天氣。霧和霾在物理性質上雖然有較大差異，但在氣象觀測過程中的辨別區分難度較大。開展霧和霾的辨別研究，對我國空氣質量觀測以及氣象監測具有重要意義，因此我國氣象觀測部門應結合兩者的宏觀特性以及各種氣象依據進行判斷。

一、霧與霾的主要特征和區別

（一）霧的主要特征

霧主要是由大量在地表空氣中懸浮的小水滴或小冰晶形成的一種天氣現象，屬于近地面空氣層中水汽的凝結產物，霧的本質就是空氣中微小水滴或冰晶，因此相對濕度是趨于飽和的。霧的產生會導致空氣透明度降低，人們的視野能見度也會根據霧的程度有不同程度惡化，若是目標物的能見度水平下降至103m以內，則將地面空氣中的水汽凝華物稱之為霧，而目標物能見度水平在103～104m之間則為輕霧。當形成霧時，大氣濕度通常處于飽和狀態，因此就霧的物理性質而言，霧和云都屬于空氣中水汽凝華的產物。可以這樣理解，當霧升高離開地面空氣范圍則形成云，而云降低至地面空氣中或是在一些高山區域則形成霧。通常情況下霧的厚度較小，常見輻射霧的厚度一般在幾十米至幾百米不等，日變化較明顯。霧與云的物理性質基本相同，與晴空區有明顯的邊界，霧滴濃度通常分布不均且尺度較大，直徑大多在4～30μm之間。此外，液態水及冰晶組成的霧態水汽在光的散射方面與波長關系不大，因此霧的顏色大多為乳白色或青白色。

（二）霾的主要特征

霾的形成主要是由空氣中的灰塵、H2SO4、HNO3以及有機CH化合物等微粒子在地面空氣中大量存在從而形成霾。這些具有污染性的粒子能導致大氣渾濁，視野能見度惡化，通常在水平能見度小于104m時，由上述非水成物粒子構成的氣溶膠系統，導致地面大氣出現視野障礙的現象稱之為霾。霾相對于霧而言，其在產生時相對濕度并未達到飽和狀態，因此通常情況下認為，相對濕度小于80%的大氣混濁導致視野模糊空氣能見度惡化是霾造成的，而相對濕度大于90%的大氣混濁導致視野模糊空氣能見度惡化是霧造成的，相對濕度在80%～90%之間的大氣混濁導致視野模糊空氣能見度惡化則是由霧與霾共同造成的，但介于此間相對濕度的大氣中，主要以霾成分為主。霾的厚度相對而言較厚，一般可達1～3㎞左右，且霾的日變化相較霧不明顯。霾與霧不同之處在于，其與晴空區無明顯邊界，霾粒子分布較為均勻且直徑較小，平均直徑大約在1～2μm左右，肉眼難以觀測。此外，由于霾的成分主要為灰塵、H2SO4、HNO3等非水成物粒子，其對光的散射波長相對較長，因此霾大多為橙黃色或黃灰色。霾一般出現在城市空氣污染較為嚴重的地區，這些區域大氣氣溶膠中存在許多黑碳粒子，因此霾也被稱為灰霾天氣，屬于一種嚴重的災害性氣象。

二、霧與霾的辨別方法

（一）相對濕度的辨別方法

我國沿海地區和內陸地區在氣象觀測方面，通常習慣將能見度小于10㎞，相對濕度80%作為區分霧和霾的界限。而由于地區不同，氣候條件不同，導致某些地區的氣象觀測員在相對濕度較低的情況下，將不具備輕霧形成條件的霾認為是霧，這在氣象記錄方面忽視了氣象觀測的目的性，不利于地區氣象觀測的連續性和可比性。參考相對濕度辨別霧與霾的氣象觀測過程中應注意霧氣是否已經處于消散或增加的過程中，霧氣的消散和增加都會導致空氣的相對濕度產生變化，且局地性輕霧的分布方向不均勻，變化較大。通常而言，霧的粒子直徑要大于霾，但當其直徑接近霾時，也可能形成與霾相近的周圍景物特征，因此根據地區不同，應對氣象進行連續觀測，注意天氣現象的變化，多方面考慮，這時相對濕度就成為了霧與霾的重要判斷依據。

（二）物理特性的辨別方法

（1）性質不同。霧的相對濕度較大，霧的形成與當地氣候的溫度、濕度以及大氣中粒子的多少密切相關，一般能夠形成霧的天氣現象，地區空氣濕度較大。而霾屬于干性性狀的天氣現象，與地區的空氣污染程度密切相關，霾的形成主要是由空氣中的灰塵、硫酸鹽、硝酸鹽以及有機碳氫化合物粒子構成，在城市中大量的干性粒子無法及時擴散，導致這些粒子在大氣層中結構逐漸穩定，且空氣濕度相對較小，易產生光華反應，從而形成霾。

（2）成因不同。霧多數出現在天氣晴朗、地面空氣濕潤，水汽充足且逆溫較為顯著的夜晚或清晨。霧產生后主要分為兩種，其中的一種為輻射型，輻射型霧的局地性較強，霧中各方向的能見度水平差異較大。另一種為平流型，平流型霧的范圍較大，能見度普遍較低。而霾的產生主要是由地區的水平方向上升風速、垂直方向逆溫以及空氣中干性粒子增加等三方面因素導致的。

（3）顏色不同。霧主要是大量的水滴或冰晶形成的，其顆粒相對較大，霧中肉眼能夠觀測到霧滴多數超過100μm，而大部分的霧滴直徑則是在3～100μm之間，霧的顏色主要呈乳白色或青白色。在城市或深山中，高度越高霧的顏色越淺，其狀態一般為上淺下深。而霾主要是由灰塵粒子以及各種化學粒子組成，其粒子直徑相對微小，一般在3μm以下，這些粒子對光的散射波相對較長，因此其顏色在城市背景下通常的呈橙灰色以及微黃色，在遠山、森林背景下則呈微藍色，在陽關下呈橘黃色。霾形成后由于其粒子微觀，人的肉眼無法觀測，且霾的分布范圍一般較大且多為城市區域，因此看上去城市空氣灰蒙蒙一片，較為混濁。

三、結語

綜上所述，針對我國日益嚴峻的空氣污染導致次生災害性天氣，我國氣象觀測部門在霧與霾的辨別過程中，應結合天氣系統的變化以及宏觀氣候特征，準確辨別霧與霾的天氣現象，為我國交通、環境的動態監控提供有效指示。

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