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连载【原创科普文章】---生活中的气象常识---科学认识雾和霾

近年来,雾霾早已成为人们口头中的“高频词语”究竟什么是雾,什么是霾,的确难以分出究竟,常常会感到雾茫茫,霾蒙蒙,亦雾亦霾。其实,从本质上说,雾和霾是两种不同的天气现象,既有相同之处,又有不同之点。要弄清楚这个问题,得从雾、霾的生成机理谈起。

根据气象学定义,大气中大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,常呈乳白色,导致水平能见度小于1千米的天气现象,称为雾水平能见度在1千米10千米之间时为轻雾。

雾形成的气象条件主要是微风;水汽充足,即空气相对湿度达到95%以上,甚至达100%;近地层空气形成下冷上暖的稳定层。雾一般出现在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定的夜间和清晨。在不同气象条件下,会形成不同的雾。因辐射降温冷却形成的是辐射雾,常出现在冬季和春季寒冷时节;当暖湿空气经过寒冷的地面或水面,下部逐渐冷却而形成平流雾,多发生在沿海地区;有时兼有两种原因形成的混合雾,还有锋面雾、坡面雾等。

霾则是大气中大量极细微的烟、尘等微粒均匀地浮游在空中,使大气普遍混浊,呈黄色或橙灰色,水平能见度小于10千米的一种天气现象。

霾的形成主要是由空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果。霾本来是一种自然现象,但人类活动的影响是霾形成的主因,由于工业和城市化的发展,污染物排放量和城市空气中悬浮微粒大量增加,导致近年来霾出现频率越来越高。气象条件是霾发生的外因,由于大气在水平方向出现风力小或静风(即空气呈准静止状态,较少流动)时,大气层结稳定,有时甚至出现“逆温层现象,不利于污染物的扩散,导致污染物不断积累。通俗地说,“逆温层”就像一层厚厚的被子盖在地面上空,使得大气层低空的空气垂直运动受到限制,上下层大气不能进行对流交换,污染物不能向上扩散,只能向下蔓延,极易产生霾。

雾和霾都是漂浮在大气中的微粒子,都能使水平能见度恶化而形成灾害。它们常常相伴出现,这是因为有利于雾和霾发生的气象条件往往相似,如近地层静风或风小,不利于水汽和污染物水平方向的输送扩散;大气稳定,不利于水汽和污染物垂直方向的输送扩散。雾和霾的联系还表现在,霾主要是由干微粒子组成,如果没有这些微粒的参与就很难形成雾,而大气中的水汽如果没有微粒即缺少凝结核,相对湿度再大,也不会形成雾。雾和霾还是可以相互转化的,微粒在合适的水汽条件下长成了雾滴,当空气的相对湿度降低时,雾滴蒸发又变回微粒,微粒浓度大时就形成霾。

雾和霾不同之处在于它们的组成和形成过程完全不同。雾是水凝物粒子,大量微小水滴浮游空中,出现雾时,空气中的相对湿度是饱和的。霾则是干微粒子,大量极细微的干微粒等均匀地浮游在空中,发生霾时相对湿度不大(小于80%)。如果从粒子的直径大小来看,雾是小水滴,它的直径相对较大,在几微米到上百微米之间;而霾粒子的直径相对要小,在0.001到10微米之间。从外观上看,因为雾粒子的直径大,对可见光的散射没有太多的选择性,因此雾基本上是呈乳白色的;而霾粒子直径小,特别是直径0.1~1微米的粒子,对可见光的散射和吸收作用较强,同时,由于霾粒子直径和化学组成的差异,这些粒子散射和吸收可见光时具有一定的波长选择性,因此霾天看到的可能就会呈现蓝灰色、橙灰色、黄色等不同的外观。从雾和霾覆盖的空间范围来看,雾一般比较浅薄,主要是在近地面层(100~500米)中发生,边界比较明显;而霾相对比较深厚,可达1千米以上,并且分布比较均匀,从地面看没有明显的边界。从持续时间和日变化上看,雾一般午夜至清晨最易出现,上午消散;而霾的日变化特征不明显,当大气较稳定时,可全天持续。

雾和霾天气会给气候、环境、交通、健康等方面造成显著的负面影响。在雾和霾来袭时,人们应尽量减少外出或户外活动,适当调整饮食,食物以清淡为佳。

                                 来源:生活中的气象常识 (作者:郑治斌、周泽民、王晓莉