霧、霾天氣預(yù)報(bào)為什么重要

段昊書

目前，污染物排放總量短時(shí)間內(nèi)難有較大變化，大氣化學(xué)反應(yīng)過程也相對固定，因此，是否會出現(xiàn)霧、霾天氣，主要取決于氣象條件是否有利于污染物擴(kuò)散

波及17省市，71座城市遭遇重度及以上污染，超過140萬平方公里國土被霾籠罩，局地空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）破千……自12月16日以來，中國遭遇2016年入秋以來范圍最廣、持續(xù)時(shí)間最長、強(qiáng)度最強(qiáng)的霧、霾天氣過程。

這幾天里，中國氣象局環(huán)境氣象中心（以下簡稱環(huán)境氣象中心）或許是整個(gè)北京最忙碌的單位之一。這個(gè)組建于2014年3月28日的機(jī)構(gòu)，主要承擔(dān)著國家級的環(huán)境氣象預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)。

不過，面對重霾鎖城，有不少人認(rèn)為，無論預(yù)報(bào)與否，霧、霾該來還是要來。除了能根據(jù)預(yù)報(bào)信息提前做好放假安排，霧、霾預(yù)報(bào)似乎沒什么大用。尤其是，對于大氣環(huán)境治理來說，霧、霾預(yù)報(bào)不過是聊勝于無。

事實(shí)真的是這樣嗎？

為何要預(yù)警在先

要了解霧、霾天氣預(yù)報(bào)對于大氣環(huán)境治理的價(jià)值，首先要了解霧、霾的形成機(jī)理。

霧、霾作為天氣現(xiàn)象古已有之，史書多有記載。總體來講，霧、霾均可能導(dǎo)致能見度降低，但兩者成分有差異，霧以空氣中懸浮的小水滴、冰晶為主，霾則主要為固體懸浮顆粒物；前者出現(xiàn)時(shí)相對濕度一般過飽和，以微小水滴為主；后者則相對濕度較低，以顆粒物為主。

從氣象學(xué)的角度看，霧和霾是兩種天氣現(xiàn)象。但由于兩者容易相伴而生，又存在相互影響及轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，我國預(yù)報(bào)員通常以“霧、霾”來表述這類天氣過程。

近年來，人類活動(dòng)對大氣環(huán)境產(chǎn)生較大影響。霧與霾，尤其是霾，事實(shí)上已不是一種單純的天氣現(xiàn)象。中國工程院院士徐祥德告訴《瞭望東方周刊》，霾的發(fā)生發(fā)展既有自然因素，也有人為影響；前者是內(nèi)因，后者是外因，相互影響、互為作用，人為影響加劇了霾的危害與影響，并形成重污染天氣。

中國氣象局霧、霾監(jiān)測預(yù)報(bào)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家龔山陵告訴《瞭望東方周刊》，大氣污染物排放、氣象條件、大氣化學(xué)反應(yīng)過程是導(dǎo)致霧、霾天氣出現(xiàn)的三大因素。

目前，污染物排放總量短時(shí)間內(nèi)難有較大變化，大氣化學(xué)反應(yīng)過程也相對固定，因此，是否會出現(xiàn)霧、霾天氣，主要取決于氣象條件是否有利于污染物擴(kuò)散。

而大氣污染物累積需要一個(gè)時(shí)間過程。污染物很大一部分屬于大氣化學(xué)反應(yīng)后的“二次污染物”，也就是說，人們在某一天看到的霧、霾，其中的污染物很可能并非是前一天直接排放的。

“因此，一旦形成重污染天氣之后再去應(yīng)急和減排，往往就來不及了，效果也不會明顯。”龔山陵說。

龔山陵和同事做過專門的研究，如果能在不利氣象條件出現(xiàn)前一兩天采取措施，效果是最佳的。因此，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)霧、霾來臨的時(shí)間和強(qiáng)度，顯得尤為關(guān)鍵。

因此，一個(gè)企業(yè)，在霧、霾天氣過程來臨前，要不要降低產(chǎn)量？連續(xù)多日的紅色預(yù)警措施是否合理？是否需要實(shí)行機(jī)動(dòng)車單雙號限行？這些問題，都與霧、霾預(yù)報(bào)息息相關(guān)。

準(zhǔn)確的霧、霾預(yù)報(bào)對于評估減排等措施效果也很重要。只有把握準(zhǔn)污染物擴(kuò)散條件的好壞、強(qiáng)弱、變化時(shí)間，才能解答公眾一直以來的疑問——藍(lán)天是風(fēng)吹來的，還是減排措施帶來的？

此外，霧、霾預(yù)報(bào)與優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式也息息相關(guān)。一些重要的民生工程，在天氣好的時(shí)候，完全可以加班加點(diǎn)趕進(jìn)度，提高效率，把產(chǎn)能“補(bǔ)”起來；反之，當(dāng)霧、霾欲來時(shí)，則要及時(shí)降低產(chǎn)能甚至停產(chǎn)。說到底，采取應(yīng)急措施必須基于科學(xué)。

電腦雖快，也離不開預(yù)報(bào)員

作為一種深受人為因素影響的天氣現(xiàn)象，霧、霾預(yù)報(bào)是如何實(shí)現(xiàn)的？

目前是否會出現(xiàn)霧、霾天氣，主要取決于氣象條件是否有利于污染物擴(kuò)散。這是霧和霾能夠預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。

環(huán)境氣象中心副主任張恒德說，霧、霾及空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)的制作，首先要從采集觀測數(shù)據(jù)入手，包括采集常規(guī)氣象要素和大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)。

氣象要素包括溫度、濕度、降水、邊界層特征量、天氣現(xiàn)象實(shí)況演變及其他氣象參數(shù)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)主要依靠各地氣象部門設(shè)置的氣象觀測站及衛(wèi)星遙感采集；大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)包括AQI及PM10、PM2.5、PM1和其他氣態(tài)污染物等，主要來自氣象部門在全國范圍內(nèi)設(shè)置的百余個(gè)監(jiān)測站，以及環(huán)保部門提供的數(shù)據(jù)。目前，數(shù)據(jù)采集基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但在為APEC峰會、G20峰會等重大活動(dòng)進(jìn)行精細(xì)化服務(wù)時(shí)，也會輔助實(shí)地人工觀測等手段。

在觀測數(shù)據(jù)采集到位后，氣象專家要綜合考慮高空大氣環(huán)流形勢變化、低層環(huán)流及溫度場、冷空氣活動(dòng)及地面氣壓場變化等因素，并通過計(jì)算機(jī)上的數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算。

目前，京津冀、長三角、珠三角的區(qū)域環(huán)境氣象預(yù)報(bào)預(yù)警中心都研發(fā)有各自的霧、霾及空氣污染氣象條件的數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)，環(huán)境氣象中心主要運(yùn)用的是中國氣象科學(xué)研究院自主研發(fā)的“中國霧霾數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)”。

對于數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)給出的運(yùn)算結(jié)果，預(yù)報(bào)員要根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同，分別制作成霧、霾、空氣污染氣象條件等不同預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

通俗來講，霧、霾預(yù)報(bào)側(cè)重于該天氣現(xiàn)象何時(shí)出現(xiàn)、程度如何、持續(xù)時(shí)間多久；空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)則是對污染物的稀釋、擴(kuò)散、聚積和清除能力如何的判定。

盡管計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度比人腦快，但預(yù)報(bào)員長期積累的經(jīng)驗(yàn)在準(zhǔn)確制作霧、霾及空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)的過程中，也會起到重要作用。

張恒德介紹，預(yù)報(bào)員首先要在客觀預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)生霧、霾及空氣污染地區(qū)的具體情況進(jìn)一步進(jìn)行研判、訂正，制作出預(yù)報(bào)產(chǎn)品。當(dāng)過程比較復(fù)雜時(shí)，還要組織會商。霧、霾一旦出現(xiàn)，往往影響不止一個(gè)省份，要想準(zhǔn)確判斷其發(fā)展趨勢，需要受影響區(qū)域的相關(guān)部門相互印證和比對各自的預(yù)報(bào)結(jié)論。

在這一切之后，才能向公眾發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警產(chǎn)品。

霾橙色預(yù)警和空氣重污染紅色預(yù)警

目前，公眾能看到的，與霧和霾有關(guān)的預(yù)報(bào)（預(yù)警）產(chǎn)品主要包括：霧預(yù)報(bào)（預(yù)警）、霾預(yù)報(bào)（預(yù)警）、空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)，這些是由氣象部門制作并發(fā)布的；空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)，是由環(huán)保部門制作發(fā)布；空氣重污染預(yù)警，通常由氣象、環(huán)保等部門聯(lián)合制作，由地方應(yīng)急辦發(fā)布。

北京市應(yīng)急辦于12月7日18時(shí)發(fā)布空氣重污染預(yù)警等級由橙色提升為紅色，也就是重污染紅色預(yù)警，這也是北京首次發(fā)布空氣重污染紅色預(yù)警。

北京市氣象臺7日18時(shí)20分升級發(fā)布霾橙色預(yù)警信號，預(yù)計(jì)7日夜間至8日，北京地區(qū)有中度到重度霾，中南部有重度霾，能見度較低。

連續(xù)發(fā)布兩個(gè)預(yù)警，讓不少網(wǎng)友一時(shí)茫然。

細(xì)看便會發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)預(yù)警的發(fā)布單位不同 。霾橙色預(yù)警的發(fā)布單位是北京氣象臺，重污染紅色預(yù)警的發(fā)布單位是北京市應(yīng)急辦。

同時(shí)，預(yù)警分級標(biāo)準(zhǔn)也因側(cè)重點(diǎn)不同而有所區(qū)別。比如，霾預(yù)警不僅要考慮PM2.5濃度，還要考慮能見度和空氣相對濕度；而空氣重污染預(yù)警只參考空氣質(zhì)量指數(shù)。

但無論是哪種預(yù)報(bào)（預(yù)警），制作過程都大同小異，要經(jīng)過觀測數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算、人工訂正以及對外發(fā)布等步驟。

張恒德坦言，受觀測資料、模式偏差、對霧、霾機(jī)理認(rèn)識不足以及特殊地理環(huán)境等因素的影響，目前，霧、霾強(qiáng)度預(yù)報(bào)的難度較大，而且預(yù)報(bào)產(chǎn)品的精細(xì)化程度與公眾預(yù)期也存在差距。

與其他類別的天氣預(yù)報(bào)相似，細(xì)微參數(shù)的變化都會導(dǎo)致預(yù)報(bào)結(jié)果出現(xiàn)偏差。而霧、霾本身受人為因素影響更大。因此，要想把預(yù)報(bào)作準(zhǔn)，預(yù)報(bào)員亟需掌握更為準(zhǔn)確的污染源清單。這就有賴于相關(guān)部門打破利益藩籬，使數(shù)據(jù)共享渠道更為通暢。