“霧-霾”現(xiàn)象透視:霧和霾的聯(lián)系及區(qū)別
12月上旬中東部遭遇大范圍霧和霾天氣,圖為12月8日一對(duì)情侶在濃霧籠罩下的上海外灘相擁。新華社發(fā)(賴鑫琳 攝)

“霧霾”是霧和霾的統(tǒng)稱,是將兩種相似且難以區(qū)分的天氣現(xiàn)象共同提及的概括性說(shuō)法。由于霧和霾都伴隨著能見(jiàn)度下降,所以公眾和媒體也經(jīng)常將二者混為一談,合而論之。針對(duì)“霧-霾”現(xiàn)象和有關(guān)科學(xué)問(wèn)題,中國(guó)氣象局專家指出,霧和霾常常相伴出現(xiàn),并可相互轉(zhuǎn)化,成分不同且對(duì)人類健康的影響也有所不同。

霧和霾相伴而生并能相互轉(zhuǎn)化

根據(jù)氣象學(xué)的定義,凡是大氣中因懸浮的霧滴(即水滴)導(dǎo)致的能見(jiàn)度低于1公里時(shí),這種天氣現(xiàn)象就稱為霧。當(dāng)能見(jiàn)度在1~10公里時(shí)則被定義為輕霧。

霾則是大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中,使水平能見(jiàn)度小于10公里的空氣普遍混濁現(xiàn)象,這里的干塵粒指的是干氣溶膠粒子。

一般情況下,當(dāng)能見(jiàn)度在1~10公里時(shí)可能既有干氣溶膠的影響(即霾的影響),也可能有水滴的貢獻(xiàn)(即輕霧的貢獻(xiàn)),且不易區(qū)分,所以就被稱為“霧-霾”現(xiàn)象。由于在實(shí)際的大氣中沒(méi)有氣溶膠粒子作為云霧的凝結(jié)核(或冰核),無(wú)法形成霧,所以霧和霾的背后都與氣溶膠粒子有關(guān)。

霧和霾在一天之中可以變換角色,甚至在同一區(qū)域內(nèi)的不同地方,霧和霾也可能各有側(cè)重。譬如一天中清晨的空氣中濕度比較大,水滴含量較多,則出現(xiàn)輕霧和霧的幾率就大一些;到了中午空氣濕度下降,干氣溶膠粒子比重增多,則霾就偏多一些。總之,“霧-霾”現(xiàn)象通常會(huì)相伴出現(xiàn)并可以轉(zhuǎn)換。

干霾、濕霧是霧和霾的顯著區(qū)別

干氣溶膠粒子和有氣溶膠粒子參與的云霧滴是霾和霧的主要成分,也是二者最主要區(qū)別。通俗來(lái)說(shuō),霾比較“干”,而霧比較“濕”。

判斷霧和霾哪個(gè)偏多,空氣濕度是重要的依據(jù)。一般說(shuō)來(lái),在霧-霾現(xiàn)象中,當(dāng)大面積觀測(cè)到的空氣相對(duì)濕度大于90%時(shí),霧-霾中以霧為主導(dǎo);當(dāng)大面積觀測(cè)到的空氣濕度低于80%時(shí),以霾為主導(dǎo)。

之所以用空氣濕度作為霧和霾區(qū)分的依據(jù),是因?yàn)樗陟F-霾變化中扮演著重要角色。當(dāng)空氣中水汽較多時(shí),某些吸水性強(qiáng)的干氣溶膠粒子會(huì)吸水、長(zhǎng)大,并在過(guò)飽和的氣象條件下最終活化為云霧的凝結(jié)核,在氣溶膠粒子之外,產(chǎn)生一些云霧滴,從而推動(dòng)由霾向輕霧和霧的轉(zhuǎn)化。而當(dāng)空氣濕度降低時(shí),霧向霾的轉(zhuǎn)變也會(huì)發(fā)生。

值得說(shuō)明的是,霧和霾原本是自然界的兩種天氣現(xiàn)象,在歷史上人類活動(dòng)對(duì)大氣影響較弱的年代,霧和霾也會(huì)不時(shí)出現(xiàn),因?yàn)樽匀坏难h(huán)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生氣溶膠粒子,只不過(guò)這些氣溶膠粒子被視為背景氣溶膠,而那時(shí)的霧-霾也主要受空氣中水汽變化來(lái)控制。但是,隨著人類活動(dòng)的加劇,這一現(xiàn)象在我國(guó)近三十余年出現(xiàn)了顯著變化,當(dāng)今的霧-霾不僅受到空氣中水分多少和分布的影響,還受到主要源于人為排放的大氣氣溶膠顯著增加的影響。

霾中的PM2.5粒子更易入肺

在干氣溶膠粒子中,存在著較多直徑小于或等于2.5微米的粒子,即是我們俗稱的PM2.5,也稱為可入肺顆粒物,因此在以霾為主導(dǎo)的霧-霾天氣中,可入肺的PM2.5更多。

研究發(fā)現(xiàn),粒徑在10微米以上的顆粒物,會(huì)被擋在人的鼻子外面;粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物,能夠進(jìn)入上呼吸道,對(duì)人體健康危害相對(duì)較?。欢皆?.5微米以下的細(xì)顆粒物(即PM2.5),能夠直接進(jìn)入肺泡并被巨噬細(xì)胞吞噬,可以永遠(yuǎn)停留在肺泡里,不僅僅對(duì)呼吸系統(tǒng),對(duì)心血管、對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)等都會(huì)有影響。由于霧中的水滴粒子直徑通常在幾十微米,和PM2.5相比不易直接進(jìn)入肺部。

至于PM2.5對(duì)健康的影響到底有多大,目前尚無(wú)定論,這是因?yàn)镻M2.5對(duì)人體的影響是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,不是短期內(nèi)就可以表現(xiàn)和評(píng)估出來(lái)的。同時(shí),產(chǎn)生的影響還與PM2.5濃度、人在其中暴露時(shí)間、防護(hù)措施和個(gè)人體質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)等因素密切相關(guān),因此當(dāng)前很難關(guān)于霾對(duì)健康的影響做出準(zhǔn)確和定量的判斷。(記者 徐文彬)

【科普鏈接:什么是氣溶膠?】

氣溶膠是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系。它們能作為水滴和冰晶的凝結(jié)核、太陽(yáng)輻射的吸收體和散射體,并參與各種化學(xué)循環(huán),是大氣的重要組成部分。霧、煙、霾、輕霧(靄)、微塵和煙霧等,都與天然或人為排放的大氣氣溶膠有關(guān)。

【科普鏈接:PM2.5是什么】

細(xì)顆粒物(PM2.5)是指空氣動(dòng)力學(xué)等效直徑小于等于2.5微米的氣溶膠粒子,是能進(jìn)入人體肺泡的顆粒物。

【科普鏈接:PM2.5的主要來(lái)源有哪些】

PM2.5的主要來(lái)源有三大類,一是化石燃料的燃燒,二是生物物質(zhì)燃燒,三是土地覆蓋和利用的變化。其人為來(lái)源包括:工礦企業(yè)化石燃料的燃燒,采暖鍋爐燃燒釋放,交通運(yùn)輸工具的油、氣排放,烹調(diào)和其它人類活動(dòng)釋放等;其自然來(lái)源包括與沙塵暴有關(guān)的風(fēng)蝕過(guò)程、火山爆發(fā)、森林大火等釋放的燃燒產(chǎn)物。