雾霾现象学术论文(2)
雾霾现象学术论文
雾霾现象学术论文篇二
浅析雾霾天气的成因
摘 要：新年伊始，我国中东部各地就陆续出现大范围和长时间雾霾天气。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。其实雾与霾从某种角度来说是有很大差别的。雾霾天气的形成与产业结构城市规划不合理等有着直接原因。
关键词：雾霾;气象; 产业结构
一、雾与霾的界定
霾也叫雾霾(雾霞)，指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾(Dust-haze)，香港天文台称烟霞(Haze)。 霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和)。一般相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80-90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比较厚，可达1-3公里左右。霾与雾、云不一样，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1-2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。
雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。雾的存在会降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结(或凝华)物的天气现象称为雾(Fog);而将目标物的水平能见度在1000-10000米的这种现象称为轻雾或霭(Mist)。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和)。就其物理本质而言，雾与云都是空气中水汽凝结(或凝华)的产物，所以雾升高离开地面就成为云，而云降低到地面或云移动到高山时就称其为雾。一般雾的厚度比较小，常见的辐射雾的厚度大约从几十米到一至两百米左右。雾和云一样，与晴空区之间有明显的边界，雾滴浓度分布不均匀，而且雾滴的尺度比较大，从几微米到100微米，平均直径大约在10-20微米左右，肉眼可以看到空中飘浮的雾滴。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色。
由于阴霾、轻雾、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟雾等天气现象，都是因浮游在空中大量极微细的尘粒或烟粒等影响致使有效水平能见度小于10KM。有时使气象专业人员都难于区分。必须结合天气背景、天空状况、空气湿度、颜色气味及卫星监测等因素来综合分析判断，才能得出正确结论，而且雾和霾的天气现象有时可以相互转换的。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多、加重。不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报，称为“雾霾天气”。
二、雾霾天气现象的成因
1.PM10和PM2.5是今年空气首要污染物
从中国环境监测总站了解到，自从2013年1月1日我国74个城市按空气质量新标准开展监测并实时发布PM2.5等数据以来，我国第一批74个率先实现空气质量新标准监测城市中，京津冀区域城市的80个国家网监测点位中半数以上出现空气质量连续超标现象。
监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5和PM10)为春节期间连续雾霾过程影响空气质量最显著的主要污染物，以严重影响环境健康和环境能见度的污染物PM2.5为例，上述城市部分点位的小时最大值达到900微克/立方米，超过空气质量日均值标准(75微克/立方米)的十倍以上，并超过AQI日报严重污染等级(500微克/立方米)的约一倍。SO2和NO2等也达到轻度以上污染水平。
2.雾霾与气象、污染排放等有关
事实上，雾霾天气持续，空气质量下降，并不是今年的新现象。这几年，每到秋冬特别是入冬以后，我国中东部地区不时会遇这样的情况，其中既有气象原因，也有污染排放原因。
今年年初在我国中东部地区出现的雾在气象学上称为辐射雾，其形成原因主要有三点：一是这些地区近地面空气相对湿度比较大;二是没有明显冷空气活动，风力较小，大气层比较稳定;三是天空晴朗少云，有利于夜间的辐射降温，使得近地面原本湿度比较高的空气饱和凝结形成雾。
大范围雾霾天气主要出现在冷空气较弱和水汽条件较好的大尺度大气环流形势下，近地面低空为静风或微风。受近地面静稳天气控制，空气在水平和垂直方向流动性均非常小，大气扩散条件非常差。受其控制，城市无论规模大小，其局地交通、生活、生产所需的能源消耗的污染物排放均在低空不断积累。与此同时，由于雾霾天气的湿度较高，水汽较大，雾滴提供了吸附和反应场所加速反应性气态污染物向液态颗粒物成分的转化，同时颗粒物也容易作为凝结核加速雾霾的生成，两者相互作用，迅速形成污染。
3.产业结构城市规划不合理是根本原因
大气污染涉及到工业结构、能源结构、城市规划等方方面面，针对“重污染”天气而采取的临时性应急措施对于解决雾霾天气无济于事。近十年来，以煤炭为主的能源结构都未得到明显改善。燃煤、机动车、工业、扬尘，这些污染源排放量大，是造成今年空气严重污染的根本原因。把二氧化硫的年排放量控制在1200万吨以内，才能满足适合户外活动的“三级天”要求;但“十一五”末期较“十五”末期减排二氧化硫超过10%之后，每年二氧化硫的排放量仍然达到2200多万吨，仍然远远超过1200万吨，“和二氧化硫一样，其他污染物超过环境承载能力的排放水平，短期内仍不能满足群众的舒适度和健康
需求。
亚洲开发银行等发布的报告则表示，上述所有污染物来自工业点源排放和机动车尾气排放。一方面，大部分二氧化硫排放均来自火电厂以及非金属矿物生产、炼钢、化工制造和有色金属冶炼企业。这些行业占二氧化硫总排放的85%以上，大大高于它们对工业总产值的贡献率。另一方面，由于包括PM2.5等多种污染物，机动车尾气会导致严重的空气污染。而过去几年，民用机动车(即非军用车、公务车和私家车)的数量每年以15%的速度增长，私家车年增长率更是达到20%。具体到PM2.5，大型城市PM2.5严重超标与以下因素相关：一是最远达到几百公里之外的植被遭到破坏，裸露的表土大量增加，沙尘远距离运输到城市;二是城乡结合部继中心城区之后大兴土木，以北京为例，五六环外尘土飞扬;三是工业生产和日常生活的污染物排放，包括燃煤锅炉、机动车尾气、炒菜油烟、加油站和家居装修的挥发物等等;四是周边城市重化工业污染物排放，如周边城市对北京PM 2.5排放的贡献度接近四分之一。
参考文献
[1]李东海，何彩霞.浅谈雾霾天气的识别及预警策略[J]. 安徽农学通报.2011(18) .
[2] 段再明.解析山西雾霾天气的成因[J].太原理工大学学报. 2011(05) .
[3] 吴庆梅，张胜军.一次雾霾天气过程的污染影响因子分析[J]. 气象与环境科学. 2010(01).
[4] 王润清.雾霾天气气象学定义及预防措施[J].现代农业科技 2012(07).
作者简介
云凯(1983-)，男，黑龙江哈尔滨人，硕士，从事环境保护研究。
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