崔國輝
3月26日~28日,京津冀地區(qū)出現了一次以PM2.5細顆粒物為主的空氣污染過程。期間,一股從西北方向來的冷空氣不僅沒有將霧和霾吹散,反倒帶來了浮塵。一時間霧和霾與沙塵天氣同現,引發(fā)公眾熱議。
其實,霧和霾與沙塵同時出現并不是偶然現象。
首先,沙塵天氣到來之前容易出現霧霾天氣。這是因為沙塵天氣的到來通常伴隨冷空氣,而在冷空氣到來之前,大氣相對靜穩(wěn),大氣污染物容易積聚形成霧和霾。
其次,沙塵天氣帶來的細顆粒物為霧和霾的形成提供了物質基礎。沙塵本身包含砂粒(直徑0.02毫米~2毫米)、粉砂(直徑0.002毫米~0.02毫米)、黏粒(直徑小于0.002毫米)以及大量的PM10和PM2.5細顆粒物。其中,PM2.5細顆粒物是霧和霾的直接來源。
據此可知,3月27日前后京津冀地區(qū)霧和霾的成因其實不盡相同。冷空氣來之前,二次氣溶膠反應是霧和霾形成的主因;冷空氣來之后的霾則主要是沙塵沉降帶來的PM2.5細顆粒物所致,是一次生成污染顆粒物直接帶來的霧和霾。
不過,為何冷空氣沒有將霧和霾吹散?
在這次過程中,內蒙古地區(qū)出現了以沙塵暴和揚沙為主的沙塵天氣,近地面狂風大作;而京津冀地區(qū)則以浮塵天氣為主,近地面其實并沒有出現大風。
雖然沙塵暴與浮塵天氣都屬于沙塵天氣,但沙塵暴強度更強,近地面通常伴有大風天氣,“來也匆匆,去也匆匆”。大風將本地或附近塵沙吹起,導致一片黃色,很難看到太陽。當出現強沙塵暴時,風速達到30米/秒(11級風)以上,粗沙會飛離地面幾十厘米,細沙會飛起兩米高,粉沙可達到1.5公里的高度,黏粒則可飛到更高的高度。
源于蒙古國的沙塵等顆粒隨著氣旋上升,從高空跨過了“三北”防護林的阻擋,到達華北,再以偏北路徑輸送到了京津冀地區(qū)并沉降。沙塵等細粒浮游空中,導致遠物呈土黃色,太陽呈蒼白色或淡黃色。
也不怪“三北”沒能為京津冀地區(qū)阻擋這次沙塵天氣。防護林的建設主要對其所在地沙源的起沙有抑制作用,同時改善局地氣候,但是對于遠距離、高空傳輸的沙塵就鞭長莫及了,也不會對風場產生大的影響。
浮塵天氣出現時,近地面基本無風或平均風速小于等于3米/秒,這樣的風力顯然難以將霧和霾吹散。
另外,由于近地面風小,沙塵顆粒沉降過程緩慢,因此浮塵天氣持續(xù)時間較長。這也是為何內蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟地區(qū)的PM10接近3 000,但峰值持續(xù)時間較短,而北京和張家口PM10達到2 000,但持續(xù)時間較長的原因。