如何科學解析“霧霾”本質

近期，華北、黃淮等地持續霧和霾天氣，導致北京、河北等地空氣污染嚴重。什么是“霧”？什么是“霾”？

霧：在水氣充足、微風及大氣層穩定的情況下，如果接近地面的空氣冷卻至某程度時，空氣中的水氣便會凝結成細微的水滴懸浮于空中，使地面水平的能見度低于1千米時，這種天氣現象稱為霧。它和云都是由于溫度下降而造成的，霧實際上也可以說是靠近地面的云。

“霾，也稱灰霾（煙霞），是指原因不明的因大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現象。霾的核心物質是空氣中懸浮的灰塵顆粒，氣象學上稱為氣溶膠顆粒。空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子也能使大氣混濁，視野模糊并導致能見度惡化，如果水平能見度小于10千米時，將這種非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文臺稱煙霞(Haze)。”

產生霧霾的條件是什么？

霧是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶，形成條件要具備較高的水汽飽和因素。出現霧時空氣相對濕度常達100%或接近100%。霧有隨著空氣濕度的日變化而出現早晚較常見或加濃，白天相對減輕甚至消失的現象。出現霧時有效水平能見度小于1 Km。當有效水平能見度1～10 Km時稱為輕霧。

灰霾的形成主要是空氣中懸浮的大量微粒和氣象條件共同作用的結果，其成因有三：①在水平方向靜風現象增多。城市里大樓越建越高，阻擋和摩擦作用使風流經城區時明顯減弱。靜風現象增多，不利于大氣中懸浮微粒的擴散稀釋，容易在城區和近郊區周邊積累；②垂直方向上出現逆溫。逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，這種高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現象，使得大氣層低空的空氣垂直運動受到限制，空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。③空氣中懸浮顆粒物的增加。隨著城市人口的增長和工業發展、機動車輛猛增，污染物排放和懸浮物大量增加，直接導致了能見度降低。

霧霾為何難以準確預報？

霧霾預報除了需要天氣要素數據外，大氣成分數據也很重要，污染源數據不容易獲得。空氣污染氣象條件預報對近地層氣象數據的要求精度較高，而近地層受到地面粗糙度、植被及城市熱島效應等因素左右，數值預報產品相對偏差較大。

霾和霧一樣，主要發生在大氣的淺層，下墊面條件非常復雜，影響因素眾多，預報難度非常大。

精確預報霾天氣，既需要對霾產生的物理化學機制有準確的理解，更需要獲取地面污染源的基礎數據，這些數據很難精確獲得。