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说 霾 话 雾

气象术语 DirkT71dpwyp 630浏览 0评论

吴兑 雾和霾都是飘浮在大气中的粒子,都能使能见度恶化从而形成灾害性天气,但是其组成和形成过程则完全不同。  “霾”字最早出现在甲骨文中,古人的“霾”泛指了今天的“扬沙”、“尘卷风”、“沙尘暴”、“浮尘”等天气现象,当时在中原的陕西、山西、河南、河北这些现象并不少见。霾本来是一种自然现象,随着人类活动的影响,近年来霾的出现频率越来越高。霾出现时,能见度明显恶化,空气质量明显下降,所见之处朦朦胧胧,所居之地混混浊浊。人们形象地说“夜晚难见到星星,白天难看到太阳”。空气中的灰尘、硫酸与硫酸盐、硝酸与硝酸盐、有机碳氢化合物、黑碳等粒子能使大气混浊,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,香港天文台和澳门地球物理暨气象局称烟霞。  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,使能见度变差,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;而将目标物的水平能见度在1000-10000米的这种现象称为轻雾。  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;霾的厚度比较厚,可达1-3公里左右,一般霾的日变化不明显。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,因而在霾中能见度非常均匀,而且霾粒子的尺度比较小,从0.003微米到10微米,平均直径大约在0.3-1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,其散射波长较长的可见光比较多,因而霾看起来呈黄色或橙灰色。由于在城市严重空气污染地区,霾可以频繁出现,而且城市污染大气气溶胶中有许多黑碳粒子,因而主要呈橙灰色。霾天气已经成为我国东部城市群区域一种严重的灾害性天气现象。  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,一般日变化比较明显。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,因而在雾中能见度有比较大的起伏;而且雾滴的尺度比较大,直径从几微米到100微米,大多在4-30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滴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(散射全色光)。  大气物理学与大气光学专著中关于雾与霾的叙述实际上一直是非常清晰的,近地层大气中每时每刻总是有霾粒子存在,而雾滴的存在是少见或罕见的。  在自然界,霾和雾是可以互相转化的。例如辐射降温过程,当相对湿度增加超过100%时,霾粒子吸附析出的液态水成为雾滴,而相对湿度降低时,雾滴脱水后霾粒子又再悬浮在大气中。  霾的出现有重要的空气质量指示意义。而雾或轻雾的记录,有明确的天气指示意义,与特定的天气系统相联系。预报员区分霾和轻雾(雾),应该根据影响天气系统的变化和台站所处相对位置,结合宏观特征的各种判据来确定。云雾是低温下饱和气块的可见标志,因此,在云雾中必然存在凝结或凝华过程,并伴随着潜热释放,这就使云雾内的温度高于环境温度,导致云雾内必然盛行微弱的上升气流。这些宏观过程在霾层内是不存在的,因而成为识别雾与霾重要的宏观动力条件。  过去,在台站观测业务中,区分霾与轻雾(雾)的判据比较混乱,缺乏可比性,直接使用这些天气现象资料进行分析的文章,其科学性大大降低。  实际上,人类活动造成的气溶胶污染主要是使都市霾出现的频数增加,而对水雾的影响相对较少。有些分析认为近年来轻雾明显增加的结论,就是因为在资料处理过程中没有正确的区分轻雾与霾而得到了错误的结果。  由于经济规模的迅速扩大和城市化进程的加快,大气气溶胶污染日趋严重,由气溶胶造成的能见度恶化事件越来越多,因而在观测实践中,常常会碰到和视程障碍相关联的天气现象定名问题,因而必须尽快统一认识,使观测和预报业务适应经济发展的进程。

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