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谈霾色变,你对霾了解多少

[日期:2016-12-17] 来源:16日中国气象报四版  作者:孙楠 [字体: ]

据中央气象台预报,从12 月16 日夜间起,华北等地将有持续性雾-霾天气。这个冬天,华北地区的市民发现,似乎只有“大风降温”和“雾-霾”两个选择,一旦没有风就极有可能出现雾-霾。

        实际上,当前人们谈论的“雾-霾”,是由不利气象条件和污染物排放共同造成的。了解雾-霾,不光要了解污染排放,还要了解导致其产生和加重的气象条件。

        霾作为一种天气现象自古有之

        自2011 年PM2.5一词迅速普及以后,人人谈霾色变。实际上在污染出现之前,霾自古有之,它被视为一种天气现象。

        早在甲骨卜辞中就已经出现霾字,但那时仅是占卜之辞。将霾作为一种天气还要追溯到《诗经》。《诗经·邶风·终风》中写道,“终风且霾,惠然肯来,莫往莫来,悠悠我思。”此后,《后汉书》也有一则记录,“不则太阳不光,天地溷浊,时气错逆,霾雾蔽日。”虽然两者都没有对霾作详细介绍,不过霾-雾一起出现,说明二者很早时就是一种较为相似的天气现象。

        第一次将霾作为极端天气引起统治者重视的是《晋书·天文志》。其中,霾详解为:“凡天地四方昏蒙若下尘,十日五日已上,或一月,或一时,雨不沾衣而有土,名曰霾。”

        而气象部门长久以来就对霾进行观测、预报预警。世界气象组织(WMO)和各国各地区气象机构将霾列入天气现象,通过能见度和湿度指标进行观测,同时根据相对湿度,对霾、雾进行区分。

        因此,霾被定义为自然界的一种天气现象,指大量极细微的颗粒物(PM2.5)均匀地浮游在空中,使水平能见度小于10 千米的空气普遍混浊现象。

        在工业革命之前,这些自然颗粒物的来源主要包括沙尘暴、火山二氧化硫、海洋二甲基硫化物及海盐、生物源挥发性有机物、生物质燃烧和土壤的排放等。但随着人类活动的增加,以化石燃料为主导的工业及人类活动而产生的颗粒物不断增加。这些浮游在空中的颗粒物对太阳光有散射和吸收作用,导致大气能见度下降。当大气中颗粒物浓度达到一定高值时,便形成了霾。一旦空气中水汽较多,某些吸水性强的颗粒物会吸水、长大,进一步降低能见度。这一部分人为排放造成的霾即人们平时所见灰蒙蒙的污染天气。

        随着城市化进程加剧,霾的形成除了人为排放外,还有局地气候和建筑群的作用,人们修建大量高楼大厦,降低了大气在地表的流动性。

        总体来说,大量污染物固然加剧污染形成,但雾-霾是大气与人为排放共同作用的结果,即便完全没有人为排放,我国大气本底决定了依然会有霾的存在。

        霾和雾同属一类气象灾害

        值得注意的是,霾和雾同属一类气象灾害。目前,在气象学上,当大气中水汽达到饱和,能见度小于等于1 公里时,则为雾;水汽接近饱和,或相对湿度小于95%,能见度大于1 公里就是轻雾或霾。

        因此,雾和霾常常相伴而生,都是影响视程障碍的天气现象。在高湿和高气溶胶浓度背景下,霾和雾可以共存,也可以相互转化。具体而言,由于颗粒物化学成分的不同,霾在大气相对湿度从低向饱和变化的过程中,一部分霾粒子就变成了雾滴,同时带入了污染物,另外还有一部分仍然以霾的形式存在。

        这也意味着,雾和霾没有绝对的界限,在污染地区的雾也有非常多的有害颗粒物组分。雾和霾在极端情况下,都应被视为灾害。一方面,雾-霾天气出现时能见度大大降低,对交通造成巨大影响,致使航班延误甚至取消、高速公路关闭等,雾-霾天气经常引发严重交通事故,造成人员伤亡。另一方面,雾-霾的次生灾害对人的身心健康和生活危害较大。

        另一方面,自然形成的霾和加入人为因素产生的霾较难以完全区分,并且有非常大的时空分布差异。根据我国上世纪60年代和目前人为排放贡献较少的国外区域(城市)的能见度(>35 公里)推算,其PM2.5的浓度大约在4至10 微克/立方米。基于我国2015 年一些污染城市的年均PM2.5浓度(70 至90 微克/立方米),人为源与自然源对霾的影响在10 至20 倍之间,说明我国污染区域的绝大部分霾是由于人类活动造成的。在人类活动较少的区域和特定的时间段,例如春季西北的沙尘暴和秋季东北的森林大火,自然产生的霾比例会比较高,但是时间比较短。

        多管齐下才能形成治霾合力

        霾的频发有特殊的气象条件,其一是在水平方向静稳现象增多。城市里大楼越建越高,阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静稳现象增多,不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释,容易在城区和近郊区周边积累。其二是垂直方向上出现逆温现象增多。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空,这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象,使得大气层低空的空气垂直运动受到限制,空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。在这种天气条件下,加之空气中悬浮颗粒物和有机污染物增加,雾-霾更加严重,若此时水汽饱和度高,就更显得灰蒙蒙一片。

        因此,现阶段,霾的产生是复杂的天气和人为污染共同造成的,治霾措施也应从气象因素和防治污染两方面加以考虑。

        控制和减少污染物排放自然是当务之急,但同时,也应考虑将气象条件的合理利用作为辅助手段来提升重污染天气的防控能力。

        当前很多案例证明,由于对气候资源的保护、开发和利用的重视程度不够,城市建筑群高度增加、密度增大,导致城市下垫面粗糙度加大,近地面平均风速减小。建筑物、道路等下垫面比例的增大使城市热岛、干岛和浑浊岛等效应影响强烈,使得霾天气频发。

        如果城乡规划的组织编制能够结合土地利用规划,统筹考虑城乡地区绿化建设、河湖水系、道路系统和其他公共空间实际情况,完善通风廊道系统、增加空气流动性,便可在一定程度上减轻雾-霾。

        治理污染不能一蹴而就。毕竟,在减排技术有待完善的现阶段,不可能总以“APEC蓝”的方式,超常规关停工厂、限制交通等进行治理,而需要动员全社会力量,多管齐下,互相配合,才能形成治霾的合力。

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