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霧霾天氣是一種大氣污染狀態,是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述。當人類活動排放的細顆粒物超過大氣循環的能力和承載力,細顆粒物的濃度就會持續聚集,這時如果天氣條件比較穩定,就容易出現大范圍的霧霾天氣。

霧霾是什么?

說到霧霾,很多人會以為霧霾就是PM2.5,其實PM2.5只是霧霾的一種成分,只是它對人體的傷害最大,所以PM2.5常常成為霧霾的代名詞。

我們常說的霧霾其實是霧和霾的組合,但是霧是霧,霾是霾,霧和霾的區別很大。

是指大量大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的自然現象,多出現于秋冬季節,出現霧的時候空氣中濕度很大,水汽充足。霧的存在會降低空氣透明度,使能見度惡化,將目標物的水平能見度降到1000米以內。就是大家常說的灰霾,則是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、硫酸,硝酸,有機碳氫化合物等粒子的集合體,他會讓空氣混濁,降低能見度,此時的濕度一般小于60%,比較干燥。兩者結合在一起就是霧霾,形象的比喻一下,就是小孩子玩泥巴,把沙泥和水混在一起,又混又臟。


霧霾的形成原因

霧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禍首

除了氣象和地形條件,空氣中懸浮顆粒物(包括PM2.5、PM10等)的增加是霧霾產生最關鍵的因素。

PM2.5的排放分為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)、生物質燃料(秸稈、木材)的燃燒、揚塵等直接產生的PM2.5顆粒。二次污染源主要是由化石、生物質燃料燃燒產生的揮發性有機物(VOCs)、氮氧化合物、二氧化硫、碳氫有機物、硝酸鹽等通過化學反應與大氣中的微粒結合而產生的PM2.5顆粒。

1、采暖期燃煤取暖

冬季,北方地區氣溫偏低,多采用煤炭取暖,燃煤量顯著升高,排放的煤煙粉塵及氮氧化物、硫氧化物等在逆溫層天氣下蓄積不散,并通過大氣反應形成大量顆粒物。這也是冬季PM2.5濃度居高不下的重要原因之一。

2、機動車尾氣排放增加

機動車燃料燃燒不充分,尾氣排放增加,從而導致PM2.5及其前體物(二氧化硫、氮氧化物、VOCs等)的排放量增加。

3、工業污染

比如冶金、窯爐與鍋爐、機電制造業,還有大量汽修噴漆、建材生產窯爐燃燒排放的廢氣。

4、揚塵

建筑工地和道路交通產生的揚塵也是部分城市PM2.5、PM10顆粒物的主要來源。

5、秸稈燃燒

華北、東北春秋季節,西南、長江中下游地區夏秋季節,正是農作物收獲時期,此時焚燒秸稈就成為污染各地空氣質量的最大威脅。秸稈焚燒時,大氣中二氧化硫、二氧化氮和PM2.5指數將達到高峰值。這些有害顆粒物極易下沉,加上當地地面濕度大,水汽充分,下沉到地面形成了霧霾。

此外,餐飲油煙、沙塵暴、畜禽養殖、建筑涂裝及海鹽粒子等其它排放對PM2.5也有一定貢獻。

二、逆溫、靜風等天氣條件的影響(推波助瀾

在污染源相對穩定的情況下,氣象條件對霧霾的形成可謂起到了推波助瀾的“作用”。

1.、逆溫

論氣象條件對霧霾形成的影響,逆溫起到關鍵作用,這點在秋冬季尤為明顯。什么是逆溫?通常情況下,氣溫隨著海拔升高而降低,下層空氣較熱,上層空氣較冷,冷空氣重會下沉,熱空氣輕會上浮,就形成了對流。但在某些時候,比如秋冬季夜間,因為地面溫度急劇降低,導致貼近地面的下層大氣溫度很低,上層空氣降溫沒那么快,反而溫度比下層高,發生“氣溫的逆轉”現象。

這種下冷上熱的逆溫層結一旦形成,空氣無法上下對流,污染物就很難擴散,并且不斷積累,導致一次排放和二次轉化成的PM2.5在近地面大氣中逐漸累積,加重霧霾現象。

2、降水

降水對顆粒物有很顯著的清除作用,是短時間內降低PM2.5濃度的有效方法之一。但也不是說一下雨空氣質量就會變好,這里還要考慮到降水量、降水持續時間等。

夏季氣旋活躍,降水頻繁且降雨量大,使得一部分顆粒物被沖刷到地面,另外部分還可以作為云凝結核和雨滴凝結核,有利于PM2.5的擴散和清除,因而一年中夏季的PM2.5濃度最低。

而與夏季的暴雨相比,秋冬季氣團干燥,不利于形成降水,降雨量少且持續時間較短,風速和風力較小,對空氣中污染物的沖刷效果不明顯,只能起到增加空氣濕度的作用。潮濕的空氣會給懸浮的污染物“穿上”一層“水衣”,更易造成污染物累積。

3、風力

風速的大小決定了對污染物沖淡稀釋作用的大小。一般情況下隨著風速的增大,單位時問內從污染源排放出來的污染物被很快地拉長,這時混入的大氣量越多,污染物濃度越小,因此在其他條件不變的情況下,污染物濃度與風速成反比。

風速小,污染物不易擴散;但是風速過大,地面起塵也會使污染變得較嚴重。只有在相對適宜的風速范圍內,污染物才能很好地得以擴散,近地面空氣質量達到最好。

三、地形條件的制約(推波助瀾

除氣象條件外,地形條件也是影響PM2.5濃度的一個不可制約因素。像北京、杭州等城市,三面環山,地形呈典型“簸箕狀”,容易形成靜風逆溫等不利氣象條件,大氣污染物擴散條件差,特別是秋冬季節易出現連續靜穩大霧天氣,進而引發中、重度污染。

以北京為例,北京中間沒有大河流穿越,也沒有大片草地,地勢北高南低,三面環山。北京南邊的河北天津這兩個地方的污染排放量非常大,占據了全國排名的前幾名,這些污染物會通過南風飄散到北京。除此之外,北京南邊還有兩個重要的傳輸通道,一條在西南,一條在東南。北京周邊工廠排放的物質從這兩條通道進京后,如果有南風,污染物就會加速進入北京,然后被三面環山的地形困住,形成無法消散的污染,如果沒有北方過來的冷空氣,就會造成長時間的空氣污染。

如今很多城市的污染物排放水平已處于臨界點,對氣象條件非常敏感,空氣質量在擴散條件較好時能達標,一旦遭遇不利天氣條件,空氣質量和能見度就會立刻下滑。

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