雾霾天气是一种大气污染状态,是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述。当人类活动排放的细颗粒物超过大气循环的能力和承载力,细颗粒物的浓度就会持续聚集,这时如果天气条件比较稳定,就容易出现大范围的雾霾天气。

雾霾是什么?

说到雾霾,很多人会以为雾霾就是PM2.5,其实PM2.5只是雾霾的一种成分,只是它对人体的伤害最大,所以PM2.5常常成为雾霾的代名词。

我们常说的雾霾其实是雾和霾的组合,但是雾是雾,霾是霾,雾和霾的区别很大。

是指大量大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的自然现象,多出现于秋冬季节,出现雾的时候空气中湿度很大,水汽充足。雾的存在会降低空气透明度,使能见度恶化,将目标物的水平能见度降到1000米以内。就是大家常说的灰霾,则是悬浮在大气中的大量微小尘粒、硫酸,硝酸,有机碳氢化合物等粒子的集合体,他会让空气混浊,降低能见度,此时的湿度一般小于60%,比较干燥。两者结合在一起就是雾霾,形象的比喻一下,就是小孩子玩泥巴,把沙泥和水混在一起,又混又脏。


雾霾的形成原因

雾霾的形成主要有三大因素:

一、PM2.5、PM10、二氧化硫等主要污染物的排放罪魁祸首

除了气象和地形条件,空气中悬浮颗粒物(包括PM2.5、PM10等)的增加是雾霾产生最关键的因素。

PM2.5的排放分为一次污染源和二次污染源。一次污染源主要是由石化燃料(石油、煤炭等)、生物质燃料(秸秆、木材)的燃烧、扬尘等直接产生的PM2.5颗粒。二次污染源主要是由化石、生物质燃料燃烧产生的挥发性有机物(VOCs)、氮氧化合物、二氧化硫、碳氢有机物、硝酸盐等通过化学反应与大气中的微粒结合而产生的PM2.5颗粒。

1、采暖期燃煤取暖

冬季,北方地区气温偏低,多采用煤炭取暖,燃煤量显著升高,排放的煤烟粉尘及氮氧化物、硫氧化物等在逆温层天气下蓄积不散,并通过大气反应形成大量颗粒物。这也是冬季PM2.5浓度居高不下的重要原因之一。

2、机动车尾气排放增加

机动车燃料燃烧不充分,尾气排放增加,从而导致PM2.5及其前体物(二氧化硫、氮氧化物、VOCs等)的排放量增加。

3、工业污染

比如冶金、窑炉与锅炉、机电制造业,还有大量汽修喷漆、建材生产窑炉燃烧排放的废气。

4、扬尘

建筑工地和道路交通产生的扬尘也是部分城市PM2.5、PM10颗粒物的主要来源。

5、秸秆燃烧

华北、东北春秋季节,西南、长江中下游地区夏秋季节,正是农作物收获时期,此时焚烧秸秆就成为污染各地空气质量的最大威胁。秸秆焚烧时,大气中二氧化硫、二氧化氮和PM2.5指数将达到高峰值。这些有害颗粒物极易下沉,加上当地地面湿度大,水汽充分,下沉到地面形成了雾霾。

此外,餐饮油烟、沙尘暴、畜禽养殖、建筑涂装及海盐粒子等其它排放对PM2.5也有一定贡献。

二、逆温、静风等天气条件的影响(推波助澜

在污染源相对稳定的情况下,气象条件对雾霾的形成可谓起到了推波助澜的“作用”。

1.、逆温

论气象条件对雾霾形成的影响,逆温起到关键作用,这点在秋冬季尤为明显。什么是逆温?通常情况下,气温随着海拔升高而降低,下层空气较热,上层空气较冷,冷空气重会下沉,热空气轻会上浮,就形成了对流。但在某些时候,比如秋冬季夜间,因为地面温度急剧降低,导致贴近地面的下层大气温度很低,上层空气降温没那么快,反而温度比下层高,发生“气温的逆转”现象。

这种下冷上热的逆温层结一旦形成,空气无法上下对流,污染物就很难扩散,并且不断积累,导致一次排放和二次转化成的PM2.5在近地面大气中逐渐累积,加重雾霾现象。

2、降水

降水对颗粒物有很显著的清除作用,是短时间内降低PM2.5浓度的有效方法之一。但也不是说一下雨空气质量就会变好,这里还要考虑到降水量、降水持续时间等。

夏季气旋活跃,降水频繁且降雨量大,使得一部分颗粒物被冲刷到地面,另外部分还可以作为云凝结核和雨滴凝结核,有利于PM2.5的扩散和清除,因而一年中夏季的PM2.5浓度最低。

而与夏季的暴雨相比,秋冬季气团干燥,不利于形成降水,降雨量少且持续时间较短,风速和风力较小,对空气中污染物的冲刷效果不明显,只能起到增加空气湿度的作用。潮湿的空气会给悬浮的污染物“穿上”一层“水衣”,更易造成污染物累积。

3、风力

风速的大小决定了对污染物冲淡稀释作用的大小。一般情况下随着风速的增大,单位时问内从污染源排放出来的污染物被很快地拉长,这时混入的大气量越多,污染物浓度越小,因此在其他条件不变的情况下,污染物浓度与风速成反比。

风速小,污染物不易扩散;但是风速过大,地面起尘也会使污染变得较严重。只有在相对适宜的风速范围内,污染物才能很好地得以扩散,近地面空气质量达到最好。

三、地形条件的制约(推波助澜

除气象条件外,地形条件也是影响PM2.5浓度的一个不可制约因素。像北京、杭州等城市,三面环山,地形呈典型“簸箕状”,容易形成静风逆温等不利气象条件,大气污染物扩散条件差,特别是秋冬季节易出现连续静稳大雾天气,进而引发中、重度污染。

以北京为例,北京中间没有大河流穿越,也没有大片草地,地势北高南低,三面环山。北京南边的河北天津这两个地方的污染排放量非常大,占据了全国排名的前几名,这些污染物会通过南风飘散到北京。除此之外,北京南边还有两个重要的传输通道,一条在西南,一条在东南。北京周边工厂排放的物质从这两条通道进京后,如果有南风,污染物就会加速进入北京,然后被三面环山的地形困住,形成无法消散的污染,如果没有北方过来的冷空气,就会造成长时间的空气污染。

如今很多城市的污染物排放水平已处于临界点,对气象条件非常敏感,空气质量在扩散条件较好时能达标,一旦遭遇不利天气条件,空气质量和能见度就会立刻下滑。