霧霾天氣的影響因素分析及防治

1、Advances in Environmental Protection 環(huán)境保護前沿,2013, 3, 34-37 doi:10.12677/aep.2013.32A007 Published Online June 2013 (/journal/aep.html)The An alysis on Affect ing Factors of HazeWeather and Preve nti onXia YuKey Laboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention, GuiyangEma

2、il: yx880914Received: Apr. 25 th, 2013 revised: May 20 th, 2013; accepted: May 28 th, 2013Copyright ? 2013 Xia Yu. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the ori

3、ginal work is properly cited.Abstract: Haze is an importa nt meteorological disaster in big cities. In recent years, haze has in creased rapidly in Chi na, which has affected the livi ng quality of people. In this research, we discussed the compositi on, source and affect ing factors, and put forwar

4、d some suggesti ons to preve nt the air polluti ng in big cities.Keywords: Haze; In flue nee; Preve nti on霧霾天氣的影響因素分析及防治于霞喀斯特環(huán)境與地質(zhì)災害防治教育部重點實驗室，貴陽Email: yx880914收稿日期：2013年4月25日；修回日期：2013年5月20日；錄用日期：2013年5月28日摘 要：霧霾天氣是一種重要的城市氣象災害。近年來，霧霾天氣發(fā)生頻率逐年增加，對人類的生活產(chǎn)生了明 顯的影響。針對多地區(qū)發(fā)生的大規(guī)模霧霾天氣現(xiàn)象，本文分析了霧霾的組成、來源以及影響霧霾形成

5、的因素， 為霧霾天氣的防治提出幾點建議。了人體健康；同時，由于霧霾使空氣能見度降低，多 地高度公路、機場由于大霧而封閉，導致道路不暢通， 影響了人們的正常出行。因此，人們需要加強對霧霾 的深入認識，通過采取不同措施，盡量杜絕霧霾的再 次出現(xiàn)，減少對經(jīng)濟的負面影響，保護人們正常的生 活、工作和學習。2.霧霾的辨識在氣象學上，霧和霾是2個氣象概念，2種天氣 現(xiàn)象。首先，霧是由大量小水滴和小冰晶在一定的條件 下浮游在近地面空氣層中行成的，含水量達90%以關鍵詞：霧霾；影響；預防1.引言近年來，隨著人類生產(chǎn)發(fā)展的提高及生活質(zhì)量的 改善，霧霾天氣因人為因素影響呈加劇的趨勢，對人 類生活的影響越來越大，尤

6、其是對交通運輸、空氣質(zhì) 量、人體健康以及疾病發(fā)生等與人類生存息息相關的 領域影響較大。2013年1月，我國多個城市，如北京、 天津、河北、河南、山東、山西、江蘇、合肥、武漢、 成都等地區(qū)都遭受了嚴重的霧霾影響，霧霾面積達到 130平方萬公里，其中北京在一個月之內(nèi)遭受了4次霧霾的襲擊，危害相當嚴重。大規(guī)模的霧霾天氣使這 些城市的空氣質(zhì)量受到重度污染或嚴重的污染，危害Copyright ? 2013 Hanspub#霧霾天氣的影響因素分析及防治Copyright ? 2013 Hanspub35Copyright ? 2013 Hanspub#上，顏色多為乳白色，能使目標物的水平能見度低到 100

7、0米以內(nèi)。其次，霾是大量極細的干性塵粒、 煙粒、鹽粒等均 勻地懸浮在空氣中，含水量低于 80%，空氣普遍出現(xiàn)渾 濁的天氣現(xiàn)象，使水平能見度小于10,000 m。因此，霾 也成為灰霾。霾天氣下，遠處光亮物如太陽等光亮物略 帶黃或紅色，森林、建筑物等黑暗物略帶藍色。霾和輕霧的混合物共同造成的大氣渾濁、視野模 糊、能見度惡化。霧霾混合物濕度在 80%至 90%之間， 但其主要成分是霾。在早上或夜間相對濕度較大的時 候，形成的是霧；在白天溫度氣溫上升、濕度下降的 時候，逐漸轉化成霾。霧和霾是相互轉化的，當空氣 相對濕度超過 100%時，發(fā)生輻射降溫過程，霾粒子 能吸附液態(tài)的水成為霧滴；當相對濕度降低時

8、，霧滴 脫水后霾粒子再懸浮到大氣中。我國很多地區(qū)把灰霾 并入霧作為一種天氣災害性預警預報，統(tǒng)稱為“霧霾 天氣”。3. 影響霧霾天氣形成的因素3.1. 特殊地理位置的因素曹偉華、王建忠、陳燕等2-4通過對北京市、 烏魯 木齊市、南陽市等城市霧霾天氣的研究發(fā)現(xiàn)，三面環(huán) 山的地理位置，使全市的天氣處于中性和穩(wěn)定狀態(tài)， 空氣擾動受阻，污染物不易擴散。且由三面環(huán)山的地 理位置導致的氣候條件使白天吸收太陽輻射，山谷上 層空氣加熱，谷底地表太陽輻射削弱，這種現(xiàn)象加劇 了逆溫層的效應，使污染不斷累積，空氣質(zhì)量惡化。 杜毓龍等 5 對延安市區(qū)地形分析發(fā)現(xiàn)東、北、西三面 環(huán)山的條件使近地面污染物的水平擴散受到抑制

9、，加 劇了大氣污染的程度，有利于霧霾天氣的形成。3.2. 氣象條件的因素氣象條件不同對霧霾天氣的影響也不同，如降 水、風速、風向、氣溫、大氣穩(wěn)定度、大氣濕度、天 氣形勢和下墊面條件等都對霧霾天氣具有一定的影 響2,6,7。3.2.1. 風速的影響 風速是大氣水平擴散能力的主要指標，直接決定 大氣稀釋擴散能力的大小 5。曹偉華、陳燕等 2,4,6 對 北京市、南陽市氣象條件分析表明，風速對霧霾能見 度是正相關的線性關系?；姻蔡鞖舛喑霈F(xiàn)在風速較小 的時候，風速大有利于污染物的水平輸送和垂直擴散 不利于霾的形成，風速越大能見度越好。3.2.2. 相對濕度的影響曹偉華等 4對北京地區(qū)霧霾天氣影響因素進

10、行分 析發(fā)現(xiàn)灰霾的出現(xiàn)與相對濕度呈穩(wěn)定負相關線性關 系。魏建蘇 6對南京霧霾天氣影響因子的分析發(fā)現(xiàn)相 對濕度在 40%70%間有利于霧霾天氣出現(xiàn)，尤以 50%60%時出現(xiàn)概率最高。 當?shù)乇砻鏉穸容^大時， 日 照能增加水汽的蒸發(fā)上升運動，有利大氣對流運動的 形成，從而減輕大氣的污染程度，降低霧霾天氣的出 現(xiàn)概率。3.2.3. 氣壓的影響 氣壓高時，空氣流動性小，使大氣中的污染物質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)，有利于霧霾天氣的產(chǎn)生；氣壓低時， 空氣流動性大，易于污染物質(zhì)的擴散和轉移，不利于 出現(xiàn)霧霾天氣。有研究表明，灰霾的形成與氣壓相關 性較強，負變壓時灰霾出現(xiàn)最多，氣壓減弱更有利于 灰霾形成2。趙桂香8對山西省

11、 1994年1 1月發(fā)生的 霧霾統(tǒng)計進行綜合分析發(fā)現(xiàn)霾出現(xiàn)前，氣壓場呈逐漸 減弱趨勢，24小時變壓一般切hPa,但濕度減小，溫 度升高，風速減小，隨著氣壓的升高，溫度的下降， 濕度和風速增大，霧霾消失。3.2.4. 降雨的影響 降雨也影響著霧霾天氣的形成，降雨可以對空氣中的污染物產(chǎn)生沖刷作用，減少空氣中懸浮的粉塵數(shù) 量和濃度，從而降低灰霾的出現(xiàn)概率。譚吉華研究發(fā) 現(xiàn)采樣前長期的干旱少雨，導致細顆粒物大幅增加， 也是灰霾形成的主要原因 9。吳毓龍等 5對延安市區(qū) 的降水情況研究發(fā)現(xiàn)，平均每日降水量 R日1 mm 時，降水對大氣污染物質(zhì)量濃度影響不大，R日2 mm 時，可使污染物質(zhì)量濃度降低，R日

12、5 mm時污染物 質(zhì)量濃度顯著減小。降水持續(xù)時間的長短對大氣污染 物質(zhì)量濃度也有很大影響，降水持續(xù)時間越長，污染 物濃度降低越多，反之，污染物濃度降低不顯著。逆溫層的出現(xiàn) 地面由于輻射冷卻、空氣平流冷卻、空氣下沉增Copyright ? 2013 Hanspub#霧霾天氣的影響因素分析及防治Copyright ? 2013 Hanspub#Copyright ? 2013 Hanspub#溫、空氣的亂流混合和鋒面等原因形成逆溫。在逆溫 層中，較暖而輕的空氣位于較冷而重的空氣上面，形 成一種極其穩(wěn)定的空氣層，籠罩在近地層的上空，嚴 重地阻礙著空氣的對流運動，使空氣中的各種有害氣 體、汽車尾氣、煙

13、塵以及水汽等，只能飄浮在逆溫層 下面的空氣層中，無法向上向外擴散，有利于霧霾的 形成，導致能見度降低 1,10。3.2.5. 低云量和日照強度的影響低云對大氣污染物有一定的阻擋作用，當?shù)驮屏?越多時，大氣污染物的垂直運動受到阻礙，使大量污 染物質(zhì)在城市上空聚集，增加了大氣污染程度，有利 于霧霾天氣的產(chǎn)生。日照強度可以通過影響大氣污染 的光化學反應來影響大氣的污染程度。在晴空少云的 中午，光化學反應增強，有利于氮氧化物發(fā)生反應產(chǎn) 生光化學煙霧，如美國洛杉磯光化學煙霧污染事件。3.3. 大量燃煤的影響很多地區(qū)冬季燃煤采暖，由于熱效率不高，房屋 保溫性差，需要消耗大量的煤炭來供暖，導致耗煤量 增加，

14、排出大量二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物 質(zhì)，又因為高大密集的建筑群使空氣流動性差，大量 污染物在城市中堆積，難以排出，易于形成霧霾天氣 現(xiàn)象3,5,10。據(jù)對延安市的統(tǒng)計，采暖期長達 150 天， 年耗燃料 44.2562 萬噸，其中煙煤占 99%，年排放二 氧化硫 3092.4噸，煙塵 6900.75 噸，導致采暖期污染 高峰時段煙霧彌漫， 煙氣嗆人，造成嚴重的大氣污染， 能見度不足 50 米11。有些生產(chǎn)單位，如火電廠，煉 焦廠等大量燃煤卻沒有科學使用高效的除塵、脫硫、 脫硝設備致使大量的污染物質(zhì)排放到大氣中，降低大 氣能見度，危害環(huán)境。3.4. 汽車尾氣排放的影響截止到 2011年 6

15、月底，我國機動車總量已達到 2.17億，每年汽車尾氣的排放量大約在 1.2 億噸左右， 汽車尾氣排放量超過總量的 30%，而汽車尾氣中含 有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、 煙塵微粒（某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及 油霧）、甲醛等。汽車尾氣加大了顆粒物及其他污染 物的濃度，無疑對霧霾天氣的形成起到了推動性的 作用。3.5. “熱島效應”的影響高大密集的建筑物、公共設施建設，大量的機動 車輛行駛，集中的人類生活活動在排放大量的廢氣、 廢水、廢渣的同時放出熱量，形成了“熱島效應” 。 熱島效應使城市熱氣流上升，導致城市周邊的污染物 向城市中心輔合，隨氣流上升，但在城市上空逆溫層 阻

16、擋下，污染物又下沉到市區(qū)循環(huán)累積，從而加重市 區(qū)大氣污染程度 3,12 。3.6. 細粒子質(zhì)量濃度的因素大氣顆粒物濃度大幅度的增加，直接導致能見度 降低9。宋宇等 13 對北京市能見度下降與顆粒物污染的 關系進行分析得出能見度的高低與細粒子質(zhì)量的濃 度密切相關。陳燕等 2對 20042005 年南陽市灰霾天 數(shù)月比例與污染物 PM10 的濃度的月均值的分析表 明，兩者的Pearsor相關系數(shù)達0.8以上，說明南陽市 的灰霾天氣與 PM10 有較大關系。4. 建議近年來，霧霾現(xiàn)象時有發(fā)生，對人們的生產(chǎn)生活 活動、身體健康以及精神狀態(tài)等產(chǎn)生了一定的影響， 我們對霧霾的認識應該從感性層面上升到理性的

17、層 面。首先，對個人來講，在霧霾天氣發(fā)生時，減少出 門頻率，尤其是血管疾病患者、呼吸道疾病患者、老 人和孩子；少開甚至不開窗戶，防治污染氣體進入室 內(nèi)；出門不要騎車，更不要出去運動，否則會加劇對 污染氣體的吸入；帶 N95 口罩，抵擋顆粒物；從室外 回家先洗臉、清理鼻腔；在室內(nèi)種植吸收空氣污染物 的綠色植物，如綠蘿、虎皮蘭、大葉吊蘭等，使之吸 附大氣污染物；飲食中多吃清肺的食物、適當補充維 生素彌補兒童因紫外線照射不足，引起的嬰兒佝僂病 和生長減慢；買空氣凈化器，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量；私 家車車主主動停止上路。其次，對政府及相關部門來講，監(jiān)管部門應該嚴 厲的采取一系列措施限制工業(yè)氣體排放和機動車尾

18、 氣排放，嚴格對待產(chǎn)生霧霾污染物的企業(yè)和個人；學 習英國，英國嚴格實施清潔空氣法案 并不斷修正， 在霧都的帽子扣到我們頭上之前就杜絕它；加快推進Copyright ? 2013 Hanspub#霧霾天氣的影響因素分析及防治Copyright ? 2013 Hanspub37Copyright ? 2013 Hanspub#產(chǎn)業(yè)結構和布局調(diào)整，轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，進入綠色 發(fā)展的模式；通過大城市周邊的“新城”建設，有效 降低城市中心區(qū)的人口密度；對城市群之間進行很好 的統(tǒng)籌規(guī)劃霧霾的防治工作，使各地區(qū)加強合作，共 同防治霧霾天氣的發(fā)生；大力發(fā)展公共交通，如倫敦 從 2003 年起對私家車征收擁堵費

19、，用來補貼公交建 設的措施；在城市規(guī)劃中，將污染嚴重的企業(yè)建立在 遠離城區(qū)的位置，防止對城區(qū)造成污染；加大植樹種 草力度，增大城市綠地面積，發(fā)揮其吸煙除塵、過濾 空氣及美化環(huán)境的優(yōu)勢，從而改善大氣質(zhì)量，杜絕霧 霾天氣發(fā)生；加強霧霾預警機制，在霧霾天氣出現(xiàn)前 及時改善和治理。再次，對企業(yè)來講，科學的燃用清潔煤種，改進 技術減少用煤用油量，鍋爐及時更換除塵設備，尾氣 治理中使用高效的脫硫脫銷設備，減少污染物質(zhì)向大 氣中的排放。參考文獻 (References)1 王潤清 . 霧霾天氣氣象學定義及預防措施 J. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2012, 7: 44.2 陳燕 , 薛旭 , 陳建新等 . 南陽市灰霾天氣污染特征及其健康效應 J. 氣象科技 , 2010, 38(6): 737-740, 820.3 王建忠 , 武曉寧 , 賈麗紅 . 烏魯木齊冬季霧霾天氣對城市人 群健康危害淺析 A. 第 26 屆中國氣象學會年會氣候環(huán)境變 化與人體健康分會場論文集 C. 杭州 : 2009.4 曹偉華 , 李青春 . 北京地區(qū)霧霾氣候特征及影響因子分析 A 中國災害防御協(xié)會風險分析專業(yè)委員會 . 風險分析和危機反 應的創(chuàng)新理論和方法中國災害防御協(xié)會風險分析專業(yè)委 員會第五屆年會論文集 C. 中國災害防御協(xié)會風