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科學專欄
  Science column
PM2.5與灰霾、霧的聯系
編輯:賽克瑪瀏覽次數:3557 時間:[15-02-03]

PM2.5濃度的增加,會直接導致灰霾天氣頻發和霧中有毒有害物質的大幅增加。雖然PM2.5只是地球環境大氣中含量很少的一部分,但它對人體健康、能見度、氣候環境等,都有重要的影響。PM2.5本身的特點是:粒徑小、含有大量的有毒、有害物質,并且容易在大氣中停留,傳輸距離遠,在大氣中會發生一系列的物理、化學反應,因為會對人體健康和環境大氣造成更大的影響。

在吳兌老師《霧與霾》一書中,對灰霾天氣的描述為:細粒子氣溶膠在高濕度條件下引發的低能見度時間。形成灰霾的主要因素是細粒子PM2.5污染,外界因素則是合適的氣象條件。在大氣環流相對穩定時期,區域大氣層結穩定,不利于污染物的稀釋擴散,近地面層空氣流動(風速)很小,會形成氣流停滯區;而在邊界層內存在上暖下冷的“逆溫層”,再加上近地層空氣濕度大,各種污染物逐漸堆積,從而形成了灰霾天氣。

灰霾天氣現象中,最直接的表現是能見度的下降。能見度與大氣粒子和氣體分子的散射、吸收能力有關,但主要與大氣粒子的散射能力關系最密切。如果入射光波長確定,忽略化學成分和氣體的作用,影響散射光強度的主要因子就是粒子的尺度。

高濃度的PM2.5會使霧中的有毒有害物質大幅度增加,2012年冬春之交華北與長江下游大城市出現的嚴重空氣污染風波均與霧關系密切。

在自然界中,霧與霾是可以相互轉化的,當相對濕度增加或接近飽和時,如輻射降溫,霾粒子吸附析出的液態水成為霧滴;而相對濕度降低時,霧滴脫水后霾粒子又再懸浮在大氣中。我國江南、華南地區在春季容易形成濕度較高的天氣,霾粒子吸濕后會使能見度惡化,但僅僅是吸濕長大的霾粒子,而不是霧滴,要形成霧滴,要有像輻射降溫那樣的過程使液態水析出才可以。

霧是通過一定的途徑使空氣中的水汽達到飽和而生成的,它主要受空氣溫度和水汽條件所制約,即通常形成霧必須經過近地面空氣的降溫和增濕兩個途徑。

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