第一章 雾霾天气的简历

雾霾天气，造成城市里大面积低能见度的情况。在早上或夜间相对湿度较大的时候，形成的是雾；在白天气温上升、湿度下降的时候，逐渐转化成霾。这种现象既有气象原因，也有污染排放原因。2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警，13日10时北京甚至发布了北京气象史上首个霾橙色预警，一月中旬，北京的空气污染指数接近了1000。从东北到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染。

一、霾

霾也叫雾霾（烟霞），指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊，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（Haze）或灰霾（Dust-haze），香港天文台称烟霞（Haze）。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（如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和）。一般相对湿度小于80%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80-90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比较厚，可达1-3公里左右。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，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1-2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，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。

二、雾

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，使能见度恶化，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（Fog）；而将目标物的水平能见度在1000-10000米的这种现象称为轻雾或霭（Mist）。形成雾时大气湿度应该是饱和的（如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和）。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。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，而且雾滴的尺度比较大，从几微米到100微米，平均直径大约在10-20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。

随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多、加重。不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报，称为“雾霾天气”。

三、霾从何来

“借我一双慧眼吧！”不少网友在微博上感叹，想在雾中把城市看清，更想明白雾霾原因所在。为何出现如此大范围的雾霾天气？还将持续多久？

中央气象台首席预报员马学款介绍，大气中悬浮的水汽凝结，能见度低于1000米时，气象学便称其为雾。

他说，当空气容纳的水汽达到最大限度时，就出现饱和。如果水汽多于饱和量，多余的就会凝结出来，与空气中微小的灰尘颗粒结合，形成小水滴或冰晶，悬浮在近地面的空气层里，成为雾。气温愈低，空气中所能容纳的水汽也愈少，越容易形成雾霾。

针对北京、华北等地的具体气象条件，在较低的温度影响下，当近地面暖而湿的南风水平运动，经过寒冷的地面或水面，逐渐冷却形成雾。

今年1月，我国中东部地区相继出现4次大范围雾霾天气，影响30个省（区、市）。其中1月6日-16日，中东部大部地区出现了入冬以来持续时间最长、影响范围最广、强度最强的雾霾天气过程。雾霾天气给大气环境、群众健康、交通安全带来了严重影响。

马学款说：“雾本身不是污染，但产生雾的大气环境处于比较稳定的状态，空气中的污染物不易向外扩散，造成集聚效应，会使污染越来越重。同样，城市污染物在低气压、风小的条件下，与低层空气中的水汽相结合，也会加重雾霾程度。”

气象专家表示，由于大雾本身呈现一种不均匀的现象。因此，会出现同一城市雾霾程度不同。

参加研讨会的专家认为，静稳天气和污染排放是雾霾形成和持续的重要因素。由于在一段时期内大范围的气溶胶（污染物）的排放变化不会很大，雾霾天气的形成和变化受到气象条件的控制。今年1月出现了近年来少有的有利于形成雾霾的气象条件，与前期最大的不同是中纬度地区环流经向度小，这使得此期间北方冷空气强度变弱，南方暖湿气流相对较强，大气静稳且相对湿度较高。

专家指出，我国气溶胶浓度水平在世界范围内是较高的，仅次于南亚城市，远高于欧洲、美洲的城市。气溶胶粒子不仅对形成霾有贡献，还作为凝结核参与到了雾的形成过程中，因此，人类活动产生的人为大气气溶胶粒子对雾和霾的形成都有极大影响。

中国气象科学研究院研究员张小曳等专家指出，雾霾形成后，会使到达地面的辐射减少，大气层结稳定度增加，有利于气溶胶不断积聚和凝聚，还造成更多雾滴生成，形成“恶性循环”，造成连续数天雾霾污染不断维持和加剧的现象。

中科院大气物理研究所研究员王跃思介绍，中科院“大气灰霾追因与控制”专项组研究发现，在1月份我国中东部发生的雾霾天气中，细小颗粒物中识别出了四类有机物：氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集物和烃类有机颗粒物。“含氮有机化合物是上世纪美国光化学烟雾事件污染物的主要成分之一，这是一个危险的信号。”

大气物理学家、中国科学院院士周秀骥强调，不能把1月的雾霾事件简单归结于全球气候变暖。雾霾形成，气象是一个条件，但更重要的是大气污染总体在加剧。1月份的雾霾天气过程警示我们，大气污染已经到了危险的极值，加强污染源排放的研究、加强环境治理，到了刻不容缓的地步。

雾霾天气使空气质量明显降低。气象专家提醒居民需适当防护，尽量减少室外暴露的时间，减少开窗，长时间在室外需要佩戴口罩。由于能见度较低，驾驶人员应控制速度，确保安全。机场、高速公路、轮渡码头也要采取措施，保障交通安全。

四、什么是气溶胶

气溶胶是悬浮在空气中的液态或固态微粒，含有各种微量金属、无机氧化物、硫酸盐、硝酸盐和含氧有机化合物等。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体，并参与各种化学循环。

气溶胶按其来源可分为一次气溶胶（以微粒形式直接从发生源进入大气）和二次气溶胶（在大气中由一次污染物转化而生成），它们可以来自被风扬起的灰尘、海水蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源，也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。

四、雾霾的范围

2月以来，我国雾霾天气仍然十分频繁，江苏大部、河南中西部、山西西南部等地雾霾天数超过10天。江苏、河南的平均雾霾日数分别为13.7天、9.9天，均为1961年以来同期最多。未来10天，长江中下游等地还有间歇性雾霾。

8日召开的中国气象局新闻发布会上发布，与常年同期相比，中东部大部地区雾霾日数普遍偏多，其中，华北东部和南部、黄淮大部、江淮大部、江南东北部、重庆西部、四川东南部等地一般偏多3至9天，江苏北部、河南中部部分地区偏多9天以上。

中国气象局应急减灾与公共服务司司长陈振林表示，雾霾天的原因一是大气环流异常，特别是静稳大气状态，造成污染物不易扩散，积聚累积造成雾霾，同时，形成雾霾的大气成分--气溶胶在这个季节偏多，大气颗粒直径小于10微米的物质浓度高，加之气象条件影响和排放增加，共同形成了这种雾霾天气。

据了解，中国气象局加强建设雾霾监测体系，加强能见度、相对湿度、雾霾等天气现象观测，开展对雾霾有重要影响的大气气溶胶观测。目前全国92个PM2.5的观测站已投入业务化运行。针对近期出现的持续性大范围高污染雾霾天气，国家卫星中心及时利用风云三号卫星，监测雾霾主要覆盖省份、覆盖面积和强度等。