锦州市雾与霾的判别及监测标准探讨

打开文本图片集

摘要 正确判断并记录各种天气现象是气象业务的基础，既能为研究气候变化提供基础信息，又能为气象预报、决策服务和灾害预警提供依据。对一些能见度低、易混淆的天气现象如雾与霾，如果原始记录不准确，则会对气候分析、气象预报等造成不利的影响。因此，该文介绍轻雾、雾、霾等复杂天气现象的判断方法，以提高观测水平。

关键词 雾；霾；判别标准；辽宁锦州

中图分类号 P416 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）24-0248-02

雾霾天气是指由于空气质量的恶化，阴霾天气与雾一起出现，是灾害性天气之一。雾霾是雾与霾的组合词，其是2种不同的天气现象。为进一步加强雾、霾监测预报服务工作，需要研究人员对各重点区域和气候特征代表区域的雾、霾长期观测资料进行深入分析，确定霾的判识指标和标准，制修订霾天气的观测、预报和预警气象行业标准。吴 兑等[1]对中国大陆1951—2005年霾的长期变化特征进行研究；刘小宁等[2]分析了全国范围内大雾的气候特征及变化，结果表明我国大部分地区大雾日数呈逐年减少的趋势；石春娥等[3]得出安徽省78个测站近半个世纪的雾的年际变化特征，并着重讨论了城市发展对雾的影响，对城市雾发生率下降的原因进行分析，但在轻雾和霾方面的研究开展得还非常有限。

正确判断并记录各种天气现象是气象业务的基础，既能为研究气候变化提供基础信息，又能为气象预报、决策服务和灾害预警提供依据。目前，对于一些复杂天气现象的观测仍然通过目测而获取资料。因此，天气预报的精确度与观测天气现象的准确度密切相关。特别是对一些能见度低、易混淆的天气现象，如果原始记录不准确，则会对气候分析、气象预报等造成不利的影响。因此，掌握轻雾、雾、霾等复杂天气现象的判断方法，提高观测水平，对相关的气象研究极其重要。

1 雾与霾的概念及组成

1.1 概念

雾是由悬浮在近地面空气中的大量微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，有水汽凝结或凝华造成[4]。雾的存在会降低能见度，如果目标物的水平能见度为1～10 km成为轻雾或霭，<1 km则称之为雾。

霾是指空气中的灰尘、硫酸、有机碳氢化合物、硝酸等粒子导致大气浑浊而造成视野模糊、能见度降低的现象。如果水平能见度小于10 km时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾，香港天文台称为烟霞。

1.2 组成

雾霾的组成形态为可吸入颗粒物、氮氧化物、二氧化硫，其中可吸入颗粒物是加重雾霾天气污染的最重要因素[5]。可吸入颗粒物与雾气一起使天空变得灰蒙蒙，扬尘基源和运动差过程集聚在一定空间范围内，颗粒最终与水分子结核集聚成霾。雾霾的首要来源为汽车尾气，特别是使用柴油作为燃料的大型车，包括公交车、运输卡车等；其次是我国北方冬季烧煤取暖产生的废气；第三是工业生产所排放的废气，如机电制造业等；第四为建筑工地和道路交通产生的扬尘。

2 雾与霾的区别

由于雾与霾均是由浮游在空气中的大量极细微的尘粒或烟粒影响而导致，区分较为困难。只有结合天气背景、天空状况、空气湿度、颜色气味及卫星监测等因素，才能正确区分出雾与霾，且雾与霾在一定条件下是可以相互转化的[6]。

2.1 形成原因及条件的区别

雾与霾的形成原因和条件有较大区别：雾是由于空气相对湿度较大时（接近100%或已达到100%），由悬浮在空气中的大量微小水滴或冰晶组成，其随空气湿度的变化而变化，白天相对减轻甚至消失，早晚比较严重，并且雾的厚度比较小；霾则是由于水平方向静风现象增多而造成，城市里的高层建筑减弱了风流，导致静风现象增多，空气中悬浮微粒的扩散稀释受到抑制。此外，空气中悬浮颗粒物的增加以及垂直方向上出现逆温也在一定程度上导致了霾的发生[7]。

2.2 相对湿度的区别

雾出现时空气相对湿度是饱和的，当有大量凝结核存在时，相对湿度饱和点不一定在100%，但总体相对湿度均在95%以上[8]。而霾出现时一般空气相对湿度在70%以下。相对湿度介于70%～95%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。

2.3 能见度的区别

出现雾时有效水平能见度小于1 km。当有效水平能见度1～10 km时称为轻雾。霾任何时间都可以出现，出现霾时有效水平能见度小于10 km。

2.4 持续时间

霾的日变化一般不明显。当气团没有大的变化，空气团较稳定时，持续出现时间较长，有时可持续10 d以上。锦州站2次出现连续3 d的霾天气。

2.5 颜色的区别

由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色。霾散射有分光效应，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。在严重空气污染的城市或地区，大气气溶胶中有许多黑碳粒子，导致霾主要呈橙灰色。

3 锦州市雾、霾出现情况分析

3.1 季节变化和日变化

冬季出现大雾等天气较多，影响也较大（图1），另外雾的日变化特征也较为明显。通常情况下，早晨或者上午出现雾的概率较大，日出后由于空气中水汽的减少和太阳辐射的加强，大气层中的稳定结构受到破坏，使雾变薄并逐渐消散，同时锦州站还出现突发性雾。

3.2 轻雾、雾和霾相互转记，交替出现

由于轻雾是水汽凝结现象，形成轻雾要满足以下2个条件：一是要在空气中有足够的水汽，二是要有大量的凝结核；而霾是大量的干质粒在空气中聚集的结果。因此，在有霾的日子里，夜间辐射冷却时霾粒就充当了形成轻雾的凝结核，结果就会在白天观测到霾，夜间转为轻雾，第2天日出后随着气温的升高和雾滴的蒸发又恢复为霾。这样，就出现了霾→轻雾→霾互相转记、交替出现的现象，并且有可能持续几天。

3.3 雾与霾的区分标准

当有效水平能见度介于0.75～7.50 km时，区分轻雾和霾还没有一个明确的标准，但是在实际观测工作中，大多数地区均以相对湿度60%或70%作为区分标准[9]，这一标准由各站根据当地实际以及多年来的资料进行自行规定。经分析锦州以相对湿度 70%作为区分标准。

4 雾、霾的判识指标和标准

4.1 加强对国家和省业务规定和标准的学习和掌握

加强学习《地面气象观测规范》，学习中国人民共和国气象行业标准《霾的观测和预报等级》（QX/T113-2010）、观测司《关于调整霾观测相对湿度区间规定的通知》（气测函〔2013〕68号）、《观测司关于霾天气现象观测补充规定的函》（气测函〔2013〕17号）、辽宁省《调整霾观测相对湿度区间规定的通知》（气测函〔2013〕25号）、预报司和观测司《关于调整霾天气现象观测规定和对2013年雾、霾观测数据订正的通知》（气预函〔2014〕4号）等相关文件和规定，提高监测能力和水平。

4.2 锦州市雾、霾的湿度和能见度的判识指标和标准

雾、霾的判别标准具体如表1所示。

4.3 结合气溶胶质量浓度的大气成分监测数据

采用大气成分指标作为判识霾的参考依据。中华人民共和国气象行业标准《霾的观测和预报等级（QX/T113-2010）》规定，相对湿度介于80%～95%时，需结合大气成分监测，如PM 2.5、PM 1.0、气溶胶散射、吸收系数等，作为霾观测的判别条件。辽宁省《调整霾观测相对湿度区间规定的通知》（气测函〔2013〕25号）确定霾的大气成分指标：PM 2.5的界限值为75 μg/m3，PM1.0的界限值为65 μg/m3，具体实例如表2所示。

4.4 结合天气背景和卫星监测进行综合判别[10]

当近地面静稳天气控制，空气在水平和垂直方向流动性均非常小，造成污染物持续累积，另外由于机动车尾气和北方冬季燃煤采暖会造成大范围灰霾天气，所以结合天气背景和卫星的监测，以及辽宁省即时天气信息及时了解周边天气形势，对于综合判断雾霾天气有一定的作用。如：2014年2月21日前后京、津、冀以及辽宁多个城市出现连续雾霾天气，锦州连续出现3 d雾霾天气。21—23日，锦州市空气污染AQI指数都大于200，首要污染物PM 2.5达5级，为重度污染。究其原因主要是由于近几天大气层结稳定，不利于污染物在垂直方向上的扩散，同时地面风速在2～4 m/s，也不利于空气污染物在水平方向上的扩散，这种气象条件最容易形成雾霾天气，锦州市近3 d连续出现雾霾天气，造成空气质量下降，对室外活动的人员身体造成一定的危害。又如：2013年10月21—22日，辽宁14个市地及辽东湾大部分海域区持续出现大雾天气，导致辽宁境内京等多条高速公路部分路段封闭。锦州21日夜间大雾能见度仅为60 m（图2）。

4.5 关于雾、霾天气的订正处理

目前，能见度、大气成分、湿度等数据均已经实现了自动观测，由于观测时效性，当台站出现符合标准霾现象进行了记录和编发，可能会出现霾持续时间较短不再满足相应指标的情况，遇到这种特殊情况时笔者认为经判断分析可以进行订正处理。

5 参考文献

[1] 吴兑.1951—2005年中国大陆霾的时空变化[J].气象学报，2010（5）：680-688.

[2] 刘小宁，张洪政，李庆祥，等.我国大雾的气候特征及变化初步解释[J].应用气象学报，2005（4）：220-230，271.

[3] 杨军，牛忠清，石春娥，等.南京冬季雾霾过程中气溶胶粒子的微物理特征[J].环境科学，2010（7）：1425-1431.

[4] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[5] 吴庆梅.一次雾霾天气过程的污染影响因子分析[J].气象与环境科学，2010（1）：12-16.

[6] 叶光营，刘必桔，戴腾祥.福州区域能见度变化特征分析[J].北方环境，2011（7）：51-52，81.

[7] 罗金芳.几种常见视程障碍类天气现象的辨析及观测要点[J].湖北气象，2004（2）：31-33.

[8] 汤小兵，马祖胜.浅谈地面观测中轻雾和霾的辨认方法[C]//第四届粤港澳可持续发展研讨会论文集，2008.

[9] 叶光营，吴毅伟，刘必桔.福州区域雾霾天气时空分布特征分析[J].环境科学与技术，2010（10）：126.

[10] 陈建新.南阳市霾天气的气候特征及影响因素分析[J].气象与环境科学，2009（S1）：206-208.

推荐访问:锦州市 判别 监测 探讨 标准