“世界上最遠(yuǎn)的距離，不是從東五環(huán)到西五環(huán)，而是我站在國貿(mào)立交橋上，卻看不見央視大樓。”近年來，京城市民中流傳著這樣的“笑話”，卻是言者無奈，聽者神傷。今年入秋以來，北方地區(qū)出現(xiàn)多次霧-霾天氣過程，華北、東北地區(qū)多地空氣質(zhì)量指數(shù)“爆表”。
盡管“霧”與“霾”早已成為公眾眼中的“高頻詞語”，但很多人仍有疑問，霧-霾天氣究竟從何而來？
三大因素影響霧-霾產(chǎn)生
霧、霾作為天氣現(xiàn)象古已有之，史書多有記載。總體來講，霧、霾均可能導(dǎo)致能見度降低，但兩者成分有差異，霧以空氣中懸浮的小水滴、冰晶為主，霾則主要為固體懸浮顆粒物；前者出現(xiàn)時相對濕度一般過飽和，以微小水滴為主；后者則相對濕度較低，以顆粒物為主。
近些年，人類活動對大氣環(huán)境產(chǎn)生較大影響。霧與霾，尤其是霾，事實(shí)上已不是一個單純天氣現(xiàn)象。
中國氣象局霧-霾監(jiān)測預(yù)報(bào)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家龔山陵說，大氣污染物排放、氣象條件、大氣化學(xué)反應(yīng)過程是導(dǎo)致霧-霾天氣出現(xiàn)的三大因素。
污染物排放是霧-霾天氣產(chǎn)生的“元兇”。據(jù)分析，污染源包括燃煤、機(jī)動車尾氣、工業(yè)企業(yè)排放、地面揚(yáng)塵、居民生活污染排放等。
霧-霾天氣出現(xiàn)，必須滿足一定的氣象條件。在靜穩(wěn)天氣形勢下，大氣穩(wěn)定度高，空氣垂直對流減弱，不利于污染物和水汽垂直擴(kuò)散；風(fēng)速較小，不利于污染物和水汽水平擴(kuò)散，使得大氣污染物容易聚積在近地層某個區(qū)域。11月30日，正是因?yàn)槌霈F(xiàn)異常靜穩(wěn)天氣，北京地區(qū)邊界層高度從通常的2000米以上降低至100米以下，污染物如同被罩住了一般，可擴(kuò)散空間急劇縮小，可混合的大氣體積減小，造成霾加劇。“在霧-霾天氣下，污染物濃度上升使地面接收到的太陽輻射減少，地面溫度較低，進(jìn)一步有利于大氣低層逆溫，大氣穩(wěn)定度加大，霾進(jìn)一步加劇，形成惡性循環(huán)。”中國氣象局環(huán)境氣象中心副主任張恒德說。
霧-霾的大氣化學(xué)反應(yīng)過程也不容忽視。一些大氣污染物在排放時就是顆粒物，比如揚(yáng)塵、灰塵等；還有些污染物在排放時是氣態(tài)物質(zhì)，如燃煤產(chǎn)生的二氧化硫、機(jī)動車排放的氮氧化物等，這些氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)大氣光化學(xué)反應(yīng)后，會轉(zhuǎn)化為顆粒物。在很多城市，這些污染物對霧-霾的“貢獻(xiàn)率”更大。據(jù)研究，濕度較大時，上述污染物從氣態(tài)向顆粒物的轉(zhuǎn)化速度更快，因此，在近地面水汽條件較充足時，不僅會出現(xiàn)霧與霾的混合現(xiàn)象，還會促使污染物濃度上升。所以說，11月底華北地區(qū)積雪融化造成空氣濕度增加，也是當(dāng)時霧-霾過程加重的原因之一。
厄爾尼諾事件也會“攪局”
隨著相關(guān)研究的深入，氣象專家發(fā)現(xiàn)，研究霧-霾也需要從宏觀層面考慮大的氣候背景。
在上世紀(jì)90年代之前，我國的霾主要發(fā)生在冬季。近年來，霾呈現(xiàn)出全年多發(fā)態(tài)勢，且冬季霾日數(shù)明顯增加。通過研究1961年至2012年我國不同季節(jié)大范圍霾事件發(fā)生的頻次，中國科學(xué)院院士王會軍發(fā)現(xiàn)，冬季華北大范圍霾事件的發(fā)生與東亞地區(qū)大氣環(huán)流的高低空配置有密切關(guān)系——對流層低層北風(fēng)減弱及逆溫層發(fā)展、中層?xùn)|亞大槽減弱、高層西亞急流北移，這些因素均能促進(jìn)華北大范圍霾事件的發(fā)生。
此外，觀測及敏感性數(shù)值模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，副熱帶西太平洋海溫異常影響著東亞冬季風(fēng)變化，進(jìn)而影響華北地區(qū)霾日數(shù)量。
隨著全球變暖，北極海冰急劇減少，這一變化也對北半球中高緯度地區(qū)的天氣氣候產(chǎn)生了顯著影響。王會軍說，從長期變化看，在華北、黃淮和一部分長江中下游區(qū)域，冬季霾發(fā)生的年際變化與北極海冰秋季的年際變化存在明顯反向關(guān)系。在全球變暖影響下，我國冬季增溫幅度更為顯著，冬季風(fēng)減弱，進(jìn)而導(dǎo)致北方冷空氣活動減弱，影響污染物的擴(kuò)散，促使霾天氣增多。
今年，史上最長厄爾尼諾事件持續(xù)發(fā)展，也對華北霧-霾有所影響。“當(dāng)厄爾尼諾事件出現(xiàn)時，中東太平洋海溫增強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng)、偏西；西伯利亞高壓偏弱、東亞冬季風(fēng)偏弱。”北京市氣象局氣候中心副主任王冀指出。監(jiān)測資料顯示，12月以來，北京地區(qū)平均氣溫-0.3℃，較常年同期偏高1.2℃。在冬季氣溫偏高的情況下，極地冷氣團(tuán)向南伸展的幅度會縮小，冷空氣勢力弱，容易出現(xiàn)靜穩(wěn)天氣。“京津冀處于高壓底部，偏南暖濕氣流又源源不斷地向華北地區(qū)輸送水汽，進(jìn)一步促使霧-霾顆粒形成，導(dǎo)致京津冀霧-霾天的數(shù)量增加，污染程度加重。”王冀說。
等來的風(fēng)雨未必能除霾
在區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型難以一蹴而就、應(yīng)急減排措施對減少污染物排放總量效果有限的情況下，“等風(fēng)來”依然是驅(qū)除霧-霾的主要途徑。然而，到底需要等來多大的風(fēng)？
“以北京為例，持續(xù)每秒3米的風(fēng)，可以起到抑制霧-霾天氣發(fā)展的作用；但要達(dá)到明顯的清除作用，風(fēng)速至少要達(dá)到每秒4米至5米以上。就算風(fēng)速達(dá)標(biāo)了，能否清除霧-霾還要看風(fēng)向、地形、排放源等是否滿足條件。”張恒德說，要結(jié)合不同區(qū)域、排放源位置、風(fēng)向上游污染物濃度情況等，綜合考慮風(fēng)對霧-霾的清除作用。11月30日凌晨，北風(fēng)影響北京，PM2.5濃度一度有所下降，但由于風(fēng)力較弱，污染物未能被完全清除；11月30日下午，受偏南風(fēng)輸送影響，污染物從南向北傳遞，導(dǎo)致京城南部污染物濃度陡升，個別站點(diǎn)監(jiān)測顯示污染物濃度達(dá)到每立方米900微克。
那么，降水能起到清除霧-霾的作用嗎？龔山陵表示，降水對霧-霾的影響有雙面性。當(dāng)降水達(dá)到一定量級以上時，可將空氣中污染物沖到地面，起到洗刷作用。當(dāng)降水較弱時，大氣濕度會進(jìn)一步加大，有助于二次顆粒物的形成，還會促進(jìn)霧-霾發(fā)展，加重污染程度。
不過，即便沒有出現(xiàn)霧-霾，也不代表空氣中無污染。今年11月初，由于相對濕度低，東北部分地區(qū)能見度保持在10公里左右，但當(dāng)?shù)匚廴疚餄舛葏s很高。