雾霾的定义解释
与
PM2.5
相关的雾和霾如何形成
来源：中国气象报
发布时间：
2013
年
03
月
12
日
在
1
月份多次严重影响我国中东部地区的雾
-
霾天气，在
2
月份依旧来势
汹汹，深锁多城。到底是什么形成了雾和霾？为何雾
-
霾出现难驱散？随着人类
活动的加剧，雾
-
霾是否也产生了新的变化？带着种种疑问，本报记者采访了中
国气象科学研究院研究员张小曳，向公众解读有关雾
-
霾的有关问题。
现今
PM2.5
参与形成的雾和霾，已非完全自然现象
要想科学研究雾
-
霾成因，首先应该分清雾和霾的定义。张小曳说，雾
和霾原本是自然界两种天气现象。
根据气象学上的定义，
霾是大量极细微的干尘
粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于
10
公里的空气普遍混浊现象，这里
的干尘粒即指的是干气溶胶粒子。
当空气中水汽较多时，
某些吸水性强的干气溶
胶粒子会吸水、
长大，
并最终活化成云雾的凝结核等，
产生更多、
更小的云雾滴，
使能见度进一步降低，低于
1
公里时被定义为雾，而能见度在
1~10
公里时则被定
义为轻雾。
“
由于干气溶胶粒子和云雾滴都能影响能见度，所以，能见度低于
10
公
里时，可能既有干气溶胶的影响（即霾的贡献）
，也可能有雾滴的影响（即雾的
贡献）
。
”
张小曳说。霾和雾在一天之中可以变换角色，甚至在同一区域内的不同
地方，可能雾和霾也会有所侧重。一般情况下，当雾和霾同时存在时，老百姓看
到的我国区域性能见度低于
10
公里的空气普遍浑浊现象就被称为
“
雾
-
霾
”
现象。
“
气溶胶粒子十分重要，没有干气溶胶粒子就无法形成霾，没有气溶胶
粒子参与也无法形成雾。
”
张小曳告诉记者，
“
在过去，
当人类活动比较弱的时候，
这些气溶胶粒子主要来自于自然过程，在大气当中被视为是一种背景气溶胶。
”
但是，
随着人类活动的加剧，
这一现象出现了显著的变化。
通过多年对
我国能见度与气溶胶关系的分析，
气科院大气成分研究团队张小曳发现，
我国近
二三十年中东部区域霾问题的日益严重，
主要是由人类活动排放的大气气溶胶的
显著增加所致。
在一定的气象条件下，
又由于大量气溶胶粒子还可以活化成为云
雾的凝结核，参与到云雾的形成过程中。
“
这就意味着，当今不论是霾还是雾，
其背后都有大量人类活动排放的大气气溶胶粒子（例如
PM2.5
）的介入，都已
经不是一种完全的自然现象。
”
他补充道。如果想要积极应对雾
-
霾天气所带来的
问题，必须对这种变化背后的大气气溶胶污染问题给予特别的重视。
同时，
张小曳指出，
由于能见度的影响不仅有干气溶胶粒子的贡献，
还
有其
“
积极
”
参与的云雾滴的作用，
所以能见度预报不是简单的空气质量预报，
仅
预报
PM2.5
是不够的。据悉，在国家
973
项目持续支持及行业专项等支持下，中
国气象局研发了中国雾霾数值预报系统，通过预报
6
类
7
种气溶胶组分及其对云
雾的影响，进而预报霾和雾造成的能见度损失。该系统在
2008
年北京奥运会期
间首次应用。经过几年的业务试用，该系统
2012
年已正式被中央气象台采用，
并在
2012
年秋冬季和今年
1
月的持续性雾
-
霾天气过程中，提供了有效的预报预
警服务。
雾和霾的形成与变化机理十分复杂
雾和霾在现今成为社会与公众最为关注的热点问题之一，
是因为雾和霾
的形成与变化机理十分复杂。
“
雾和霾的形成与我国居高不下的气溶胶粒子浓度水平有直接的关系。
”
通过数据比较，
中国气象科学研究院大气成分研究团队发现，
我国气溶胶浓度水
平在世界范围内较高，仅次于南亚城市，远高于欧洲、美洲的城市和城郊地区。
我国北京的气溶胶（主要是矿物气溶胶）浓度与欧美城市所有气溶胶浓度相当。
同时，今年
1
月份多次严重的雾和霾的发生，也与不利的气象条件有关。今年
1
月出现了近年来少有的有利于形成雾和霾的气象条件，
与前期最大的不同是中纬
度地区环流经向梯度小，
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。
中国气象科学研究院研发的污染气象条件指数模
型（
Plam
）
，可用来定量表征气象条件是否有利于雾和霾形成。结果发现，当基
于风速、风向、相对湿度、大气凝结函数、大气稳定度等计算得出的
Plam
指数
超过
80
时，易出现雾和霾天气。
张小曳主持的
973
项目团队研究还发现，我国华北区域
70%
的气溶胶以
内混方式混合。
我国的矿物气溶胶含量较高，
与两到三种酸性气体反应后，
在表
面形成液膜，
抑制了新粒子形成，
但促使更多的硫酸盐和硝酸盐气溶胶转化，
自
身也更易吸湿增长及参与云雾形成，
在酸性界面也更容易形成二次有机气溶胶使
我国雾和霾问题更为复杂。
团队观测获得气溶胶吸湿增长的因子，
还发现气溶胶
混合使气溶胶虽然在低的相对湿度下就开始吸水却
“
长
”
不大，
导致更多的气溶胶
滞留在大气中，
使霾更加严重。
形成之后的雾和霾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
”
，从而导致连续数天雾霾污染维持和不断加剧的现象。
通过对
6
类
7
种气溶胶在全国
14
个观测站两年的观测发现，我国雾和霾
中
35%
是矿物粉尘，硫酸盐、有机碳各占
15%
左右。同时，通过对我国、美国、
西班牙三个本底站气溶胶光学厚度的比较，我国本底气溶胶浓度相对高。
“
这说
明我们在积极应对雾和霾天时，
要对控制我国气溶胶污染难度应有充分的估计。
”
张小曳坦言
