氣象因子：灰霾產(chǎn)生的助推劑

灰霾天（資料圖）

改革開放以來，由于經(jīng)濟(jì)規(guī)模迅速擴(kuò)大和城市化進(jìn)程加快,，大氣氣溶膠污染日趨嚴(yán)重,，由氣溶膠污染造成的能見度惡化事件越來越多,，我國(guó)部分地區(qū)灰霾天氣迅速增加。作為一種災(zāi)害性天氣,，由灰霾引發(fā)的環(huán)境效應(yīng)問題和氣候效應(yīng)問題,，廣泛地引起科學(xué)界、政府部門和社會(huì)公眾的關(guān)注,，而成為熱門話題,。那么，什么是灰霾,？灰霾的主要成分是什么,？我們所熟知的風(fēng)、溫,、壓,、濕等氣象因子在灰霾形成過程中又扮演了什么樣的角色呢？

“灰霾”一詞的科學(xué)定義最早出現(xiàn)于2002年12月15日在北京召開的“我國(guó)區(qū)域大氣灰霾形成機(jī)制及其氣候影響和預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)研討會(huì)”上,，由中國(guó)氣象科學(xué)研究院的青年科學(xué)家依據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)中的“GrayHaze”直譯為“灰霾”,，用以稱呼由于人類活動(dòng)增加導(dǎo)致的城市區(qū)域近地層大氣的氣溶膠污染導(dǎo)致能見度惡化現(xiàn)象。在中國(guó)氣象局《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中對(duì)“灰霾”有如下定義：“大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中,，使水平能見度小于10公里的空氣普遍混濁現(xiàn)象,，使遠(yuǎn)處光亮物體微帶黃、紅色,，使黑暗物體微帶藍(lán)色,。”而2010年頒布的《中華人民共和國(guó)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》則給出了更為技術(shù)性的判識(shí)條件：“當(dāng)能見度小于10公里,，排除了降水,、沙塵暴、揚(yáng)沙,、浮塵等天氣現(xiàn)象造成的視程障礙,，且空氣相對(duì)濕度小于80%時(shí)，即可判識(shí)為霾,?！?/P>

由此可知，灰霾的核心物質(zhì)是大氣中懸浮的氣溶膠顆粒,。正是由于顆粒物的散射,、吸收帶來的消光作用，降低了空氣能見度,，給人造成“霧蒙蒙”之感,。顆粒物的全體家族稱為總懸浮顆粒物（TSP），按照大小可以分為巨粒子（如降水粒子,、云霧粒子,、沙塵）,、粗粒子（如海鹽、土壤塵,、火山灰）,、細(xì)粒子（如硫酸鹽、硝酸鹽,、有機(jī)物等）,、超細(xì)粒子（如碳顆粒）等，其中容易造成灰霾天氣的主要是細(xì)粒子,。細(xì)粒子也稱為PM2.5,，是指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5微米的顆粒物，研究表明,，我國(guó)城市中大量的PM2.5直接或間接地來源于燃燒過程,。

我們知道，排入大氣中的污染物主要來源于自然排放和人類活動(dòng)的排放,，在一段時(shí)期內(nèi),，無論是自然排放、還是人類活動(dòng)排放的氣溶膠粒子的總量是大致穩(wěn)定的,，那為什么有時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的灰霾天氣,，有時(shí)又是藍(lán)天白云呢？決定性的控制因素就是氣象條件,。在不同的氣象條件下,，同一污染源排放所造成的地面污染物濃度可相差幾十倍乃至幾百倍，這是由于大氣對(duì)污染物的稀釋擴(kuò)散能力隨著氣象條件的不同而發(fā)生巨大變化的緣故,。

那么,，影響灰霾形成的主要?dú)庀笠蜃佑心男┠兀?/P>

一、從大范圍看,，需要合適的大尺度環(huán)流形勢(shì),。我們知道，大氣穩(wěn)定度和大氣對(duì)污染物的擴(kuò)散能力取決于高低空大氣環(huán)流的配置,。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)通常采用500hPa和地面的天氣系統(tǒng)來分類,，主要依據(jù)500hPa槽所處地理位置、移動(dòng)速度和方向以及相應(yīng)的地面高低壓系統(tǒng)的配置情況,，灰霾天氣過程發(fā)生時(shí)的環(huán)流形勢(shì)可分為中阻塞性、南支槽型和緯向型三種,。不論哪種形勢(shì),，對(duì)應(yīng)在地面上，我國(guó)東部均形成高壓控制的均壓場(chǎng),，水平氣壓梯度較小,，導(dǎo)致地面風(fēng)速較小,，且大氣層結(jié)穩(wěn)定，不利于污染物的擴(kuò)散,。

二,、從水平風(fēng)場(chǎng)看，出現(xiàn)氣流停滯區(qū),，近地面靜風(fēng)或弱風(fēng)現(xiàn)象增多,。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，大樓越建越高,，增大了地面摩擦系數(shù),，使氣流經(jīng)城區(qū)時(shí)明顯減弱。靜風(fēng)現(xiàn)象增多,，不利于大氣污染物向城區(qū)外圍擴(kuò)展稀釋,，并容易在城區(qū)內(nèi)積累高濃度污染。

三,、從熱力結(jié)構(gòu)看,，邊界層存在強(qiáng)逆溫現(xiàn)象。通常情況下,，在低層大氣中,，氣溫是隨高度的增加而降低的。逆溫層好比一個(gè)鍋蓋覆蓋在城市上空,，使城市上空出現(xiàn)了高空比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象,。污染物在正常氣候條件下，從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴(kuò)散,，逐漸循環(huán)排放到大氣中,。但是逆溫現(xiàn)象下，低空的氣溫反而更低,，導(dǎo)致污染物的停留,，不能及時(shí)排放出去。

四,、從濕度條件看,，常伴隨強(qiáng)日照和低相對(duì)濕度。2010年出臺(tái)的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“QX/T113-2010,，霾（灰霾）的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)”中規(guī)定相對(duì)濕度在80%以下基本判定為灰霾,，而《廣東省灰霾天氣預(yù)警信號(hào)發(fā)布細(xì)則》則更具可操作性，當(dāng)相對(duì)濕度在80%～95%時(shí),，判定為霾或者輕霧,。統(tǒng)計(jì)表明，相對(duì)濕度在40%～70%之間有利于灰霾及嚴(yán)重,、重度灰霾天氣出現(xiàn),，尤以50%～60%時(shí)出現(xiàn)概率最高,。

五、從垂直運(yùn)動(dòng)看,，低層存在下沉運(yùn)動(dòng),、負(fù)渦度區(qū)和輻散層。負(fù)渦度區(qū)和輻散層作用于流場(chǎng),，使得對(duì)流層低層的下沉運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),，從而抑制了近地層污染物的垂直擴(kuò)散，造成污染物積聚增多,，灰霾強(qiáng)度加強(qiáng),，范圍擴(kuò)大。反之,，上升運(yùn)動(dòng),、正渦度區(qū)和輻合層作用于流場(chǎng)，則促使灰霾減弱消散,。

由此可見,，灰霾的形成與氣象條件密切相關(guān)，當(dāng)城市中機(jī)動(dòng)車尾氣以及其它煙塵排放源排出粒徑在微米級(jí)的細(xì)小顆粒物,，停留在大氣中,，遇到逆溫、靜風(fēng),、低相對(duì)濕度等不利于擴(kuò)散的天氣出現(xiàn)時(shí),，就形成灰霾。

灰霾不僅能使能見度降低,，導(dǎo)致交通事故發(fā)生,，而且還能誘發(fā)呼吸道等多種疾病，危害人類的身心健康,，同時(shí)對(duì)氣候以及生態(tài)環(huán)境造成較大危害,。

目前，我國(guó)存在著4個(gè)灰霾天氣比較嚴(yán)重地區(qū)：黃淮海地區(qū),、長(zhǎng)江三角洲,、四川盆地和珠江三角洲，研究表明,，無論是灰霾出現(xiàn)的次數(shù)還是灰霾天氣的污染程度,，都呈現(xiàn)出增多增強(qiáng)的趨勢(shì)，且在短時(shí)間內(nèi)這種趨勢(shì)很難改變,。這就要求我們共同關(guān)注灰霾,，提高對(duì)灰霾天氣的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)灰霾天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，加深對(duì)灰霾成因的研究和理解,，進(jìn)而科學(xué)、有效地預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)調(diào)控污染物排放以治理灰霾天氣,。

這對(duì)于減輕城市的空氣污染,，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。（作者：呂夢(mèng)瑤）