馮靜

（鄭州市氣象局，河南 鄭州 450005）

高空逆溫層與鄭州地區(qū)霧霾天氣

馮靜

（鄭州市氣象局，河南 鄭州 450005）

提起霧霾天氣，首先想到空氣層結(jié)穩(wěn)定、地面靜風、高空逆溫這三大原因。本文根據(jù)中國氣象局新近劃定的霧霾界限，對鄭州高空站的第一手資料進行深入分析，找出高空逆溫層與當?shù)仂F霾天氣之間的關(guān)系，探索減輕乃至消除霧霾的途徑。

高空探測；霧霾；逆溫層

1 概述

進入21世紀，霧霾天氣突然增多，已超出了天氣現(xiàn)象的范疇，成為影響社會正常秩序的一種災害，藍天白云反倒成了一種奢侈品。中國社科院等單位發(fā)表的《氣候變化綠皮書》（2013）指出，2013年1-10月，全國平均霧霾日為29.9天，較常年同期增多10.3天，為1961年以來歷史同期最多[1]。2013年1-2月，鄭州地區(qū)持續(xù)霧霾不散，霧霾日達到53天，占總天數(shù)的89.8%。頻繁的霧霾天氣導致空氣質(zhì)量下降，高速公路封閉，航班難以起降，呼吸道疾病增加，更有甚者，癌癥發(fā)病率也會提高。霧霾天氣成了人類的隱形殺手。

本文根據(jù)中國氣象局2013年1月份劃定的霧霾界限，對鄭州高空站2013年1-2月份每日高空記錄進行分析，找出高空逆溫層與霧霾天氣之間的關(guān)系，探索減輕乃至消除霧霾的途徑，尋找治理霧霾的有效方法。

2 霧霾與高空逆溫層

提起霧霾天氣，首先想到空氣層結(jié)穩(wěn)定、地面靜風、高空逆溫等三大原因。2013年1-2月這59天中，鄭州市的霧霾日占了53天，其中，1月4日至19日、1月25日至27日、2月14日至28日三次霧霾天氣分別持續(xù)16日、14日和15日，連續(xù)霧霾日占霧霾日總數(shù)的85%。我們針對1-2月份59天118次高空觀測值進行分析列表如表1，表2。

表1 2013年1月霧霾統(tǒng)計表

表2 2013年2月霧霾統(tǒng)計表

從表中可以看出，霧的產(chǎn)生與高空逆溫層有直接關(guān)系。當形成霧時，高空一定有逆溫層存在。而沒有逆溫層的時候，一定不會形成霧。但是，當高空有逆溫層時，卻不一定有霧，這二個月共有19次觀測時出現(xiàn)有逆溫層卻無霧和霾?？梢姡鏈厥庆F形成的必要條件，非充分條件。

高空逆溫層對霾而言，既非充分條件，亦非必要條件。在觀測記錄中，雖然有霾時高空有逆溫層的時次占了83.3%，但仍有16.7%的時次沒有逆溫層。既然有霾的時候不一定有逆溫層，那么逆溫層就不是霾形成的必要條件。同樣，逆溫層也不是霾形成的充分條件。因此逆溫層對霾而言，既非充分條件，亦非必要條件。從統(tǒng)計資料還顯示，逆溫層的厚度變化與霧霾天氣的出現(xiàn)無相關(guān)性。

3 霧霾天氣的異同與轉(zhuǎn)化

3.1 從氣象學角度，霧和霾是兩種不同的天氣現(xiàn)象[2]

3.1 .1 霧的主要特點是近地面層，高度低于400米，由這一氣層中的微小水滴組成，能見度較低，甚至能低于50米。主要構(gòu)成成分是水汽，顏色呈白色或灰色。

3.1 .2 霾的高度可達1千米，甚至3千米，垂直伸展方向較高。它是大量極細微的纖塵粒等均勻地浮游在空中，造成水平能見度小于10公里的空氣普遍渾濁現(xiàn)象。我國區(qū)域性霾日益嚴重的主要因素，是人為排放的大量氣溶膠。如今的霾已不是一種空氣的自然現(xiàn)象[3]。

3.2 霧與霾形成具有相似的天氣條件

大霧的發(fā)生條件與大氣環(huán)流或全球氣候變暖有關(guān)。大霧產(chǎn)生的首要條件是水汽條件，相對濕度較大。其次是穩(wěn)定條件，要求風力不大，大風會吹散霧氣。第三，垂直層結(jié)穩(wěn)定，沒有垂直運動、上升運動、對流。第四，降溫條件，當氣流在-3℃—12℃之間出現(xiàn)的概率最大[4]。

而霾的產(chǎn)生首要條件是空氣中有懸浮的大量微粒（PM）。其次是特定的氣象條件，包括水平方向靜風，垂直層結(jié)的穩(wěn)定，這與霧的成因相同。

由霧轉(zhuǎn)化為霾，加劇了空氣質(zhì)量的惡化，對人類活動危害不可小視，濕度下降，原本霧散，但霾卻持續(xù)下來，這種霧霾轉(zhuǎn)換使空氣質(zhì)量受污染的天數(shù)增多。鄭州地區(qū)2013年1-2月的連續(xù)霧霾日數(shù)分別為16日、4日、14日、4日和15日。10日以上的連續(xù)霧霾出現(xiàn)了3次。

當空氣團穩(wěn)定時，會使霧霾天氣持續(xù)較長時間，甚至長達10日以上，而霧霾天氣又會使近地面層大氣更加穩(wěn)定，加重污染。而大量長期的污染物排放造成大氣“自凈能力”衰減。原本污染物排放到大氣后，大氣通過本身的物理化學反應能把污染物稀釋消化掉，使大氣質(zhì)量達標，但超出一定的限度之后，自凈能力對霧霾束手無策。

4 霧霾的預報與災害防治

4.1 霧的預報是世界性難題

雖然霧的發(fā)生機理很簡單，但發(fā)生地點有局限性，與地形有關(guān)，分布極不均勻，生消非?？?，使預報難度增加。目前，區(qū)域性的預報可以做得較為準確，但是具體到霧的地理分布狀況和時間演變狀況，預報效果與實際狀況有一定差距，還不盡如人意。

而霾的預報則剛剛起步，需要對霾的成分做出科學監(jiān)測。我國在2010年對霾的觀測和預報等級有行業(yè)標準，針對近期霧霾嚴重的實際，又于2013年初對這一國家標準做出補充，明確了霧與霾的界限。針對霾的大氣成分指標，將其與降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙幕、吹雪、雷暴等天氣現(xiàn)象明確區(qū)分開來，同時，加強霧霾天氣預報的體系建設，加強能見度、相對濕度、霧霾天氣現(xiàn)象觀測，開展大氣氣溶膠觀測，利用氣象衛(wèi)星監(jiān)測霧霾覆蓋區(qū)域、覆蓋面積和強度，及時做好霧霾預警。

4.2 人工干預消霧是可以有作為的

現(xiàn)有科技對霧可進行人工干預。我們把0℃以上的霧稱之暖霧，-30℃以下的稱之冰霧，人工消霧最有效的是對0℃～-30℃之間的冷霧進行消散，可以用稀釋法、攪拌法、加熱法等達到消霧效果，但是付出的經(jīng)濟代價很高，而且消減的時間段極其有限。人工消霧也僅對輻射霧有效，對平流霧基本無效。

4.3 消除霾需要針對源頭，區(qū)域聯(lián)防，長期治理

但是，即使人們愿意付出高昂的經(jīng)濟代價，要消減霾也無能為力。目前，能夠消除持續(xù)多日霧霾的最有效手段是等待冷空氣將其吹散。而且隨著霧霾區(qū)域的擴大，較弱的冷空氣不僅不能吹散霧霾，反而起到輸送作用，把上游的霧霾吹過來，只有強冷空氣才能消除霧霾。

因此，治理霾必須從污染源抓起。據(jù)調(diào)查，我國霧霾天氣增多的主要原因是社會石化能源消費增多造成的大氣污染物排放逐年增加，主要污染源來自熱電排放和地面灰塵。其中，PM2.5的產(chǎn)生有三個來源：一是本地區(qū)的原始排放，二是大氣的光化學轉(zhuǎn)化，三是外地的區(qū)域輸送。針對這種地區(qū)污染抱團的趨勢，必須實施區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，才能解決根本問題。

5 小結(jié)

高空逆溫層是形成霧的必要條件，但霧和霾是兩種不同的天氣現(xiàn)象。高空逆溫層對霾的產(chǎn)生既非充分條件，亦非必要條件。霧霾天氣的增多與大氣環(huán)流的演變關(guān)系不大，是人類活動長期積累的總爆發(fā)。因此，要消除霧霾的影響，需要標本兼治，區(qū)域協(xié)調(diào)，部門聯(lián)動，防治結(jié)合，打持久戰(zhàn)，才能見到成效。

[1]氣候變化綠皮書：應對氣候變化報告[S].（2013）.

[2]QX/T113-2010，霾的觀測和預報等級[S].

[3]徐祝齡.氣象學[M].氣象出版社.

P423

A

1003-5168(2014)03-0180-02

馮靜(1966—)，女，漢族，畢業(yè)于南京信息工程大學（原南京氣象學院）大氣科學專業(yè)，現(xiàn)任鄭州市氣象局高空站站長，工程師，負責高空探測工作。