有霧的天氣不要出門

1952年12月5日至9日，濃霧一直籠罩著倫敦。一場持續(xù)4天的大霧對于霧都倫敦來說并不罕見，然而4000居民的喪生卻讓這場霧寫入了環(huán)境科學的教科書，這就是著名的倫敦煙霧事件。大霧過后，倫敦居民的死亡率仍然高于正常水平，這一情況一直延續(xù)到次年的3月。找出導致這場悲劇的原因并不困難。當時的倫敦由于大量燒煤空氣污染嚴重，已經(jīng)設置了12個空氣污染監(jiān)測點，每天測定空氣中煤煙和二氧化硫的濃度。在大霧的那4天，這兩種污染物的濃度比平時高出了4-5倍?！驹谏蟼€世紀，發(fā)達國家曾上演多起嚴重的大氣污染公害事件，包括1930年的比利時馬斯河谷煙霧事件、1943年的洛杉磯光化學煙霧事件、1948年的美國多諾拉煙霧事件、1952年的倫敦煙霧事件，均是由于工業(yè)排放以及汽車尾氣造成。圖片來自f1online】霧天空氣差，逆溫在作怪現(xiàn)今，霧天的空氣質(zhì)量不好似乎已經(jīng)成了人們的生活常識。那么霧跟空氣污染之間究竟是什么關系，誰是因誰是果呢？在一般情況下，氣溫隨著高度的上升而下降。熱脹冷縮使空氣上層重下層輕。在重力的作用下，頭重腳輕的空氣很容易發(fā)生垂直方向上的對流。地面附近的污染物就可以隨著對流的空氣擴散到高處而被極大地稀釋。然而，有時由于各種氣象原因，氣溫隨高度降低的趨勢被逆轉(zhuǎn)過來，變得下層冷上層熱，這種現(xiàn)象就被稱為逆溫。逆溫的空氣頭輕腳重，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，垂直方向上難以發(fā)生空氣對流，污染物因而難以往上擴散。在城市里，汽車行駛、工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工等活動不斷地往空氣中排放各種污染物，而逆溫阻礙了污染物的擴散稀釋，使它們在地面附近累積。如果這時恰好風又很小，污染物在水平方向上也擴散不開，空氣質(zhì)量就會變得更加糟糕?？墒沁@跟我們要討論的霧有什么關系呢？霧的種類有很多，但生成的基本原理都一樣：地面附近的低溫使水蒸汽在顆粒物（即凝結(jié)核）表面凝結(jié)，形成細小的水滴（或冰晶）漂浮在空氣中。低溫、水汽、顆粒物是霧形成的三要素，而這三要素逆溫恰恰能一并提供。逆溫時，地面氣溫相對低，伴隨的穩(wěn)定空氣結(jié)構(gòu)也有利于水蒸汽和顆粒物的累積。于是，強逆溫的天氣常有大霧發(fā)生，而逆溫又會導致空氣污染加重，結(jié)果就是霧和糟糕的空氣結(jié)伴同行。【圖中騎自行車的人距視野約200米遠，身影已變模糊，此時霧中能見度約為400米。目前，霧的定義條件之一是，能見度低于1千米。國內(nèi)根據(jù)霧天500、200、50米的能見度，分別有大霧黃色、橙色和紅色預警。圖片來自wiki]霧和污染物，相互糾纏結(jié)伴同行的污染物和霧可不是相安無事，兩者之間有著復雜的相互作用。一些氣體污染物，如二氧化氮、二氧化硫、氨氣、部分揮發(fā)性有機物是水溶性的，能夠溶入霧滴。于是，這幾種氣體污染物的濃度在霧天可能會比平時還低。然而霧滴對于它們的吸收能力有限，如果排放量很大，加之霧天不利擴散的天氣條件，這些氣體的污染仍然可能很嚴重。相反地，一氧化碳不溶于水，它的濃度在霧天比較高就是意料之中的了。另一種重要的氣體污染物臭氧的生成有賴于陽光照射。由于陽光被霧層遮擋，臭氧的濃度也可能會在霧天下降。其實，霧在形成過程中就已經(jīng)對污染物產(chǎn)生影響：顆粒污染物作為霧的凝結(jié)核，成了霧滴的一部分。粒徑較大的霧滴可以很快地沉降到地面，從而起到清掃空氣中顆粒物的作用。而粒徑較小的霧滴則會長時間地停留在空氣中，起不到清掃的作用。遺憾的是，在受污染的空氣中霧滴數(shù)量變得更多，粒徑更小，這些都不利于污染物的沉降清除。霧也會促使新的顆粒污染物的產(chǎn)生。一個個霧滴就像是一個個微型的反應器，污染物在里面發(fā)生著復雜的化學反應，其中最重要的一個當屬二氧化硫被催化氧化成一種危害更大的顆粒污染物一一硫酸鹽。硫酸鹽顆粒對光線有很強的散射能力，是灰霾天氣的罪魁禍首之一。在霧消散時，霧滴的水分被蒸發(fā)，而其中的硫酸鹽顆粒則被留在空氣中，仍然會長時間地停留，繼續(xù)降低空氣的能見度。霧本身是一種自然的天氣現(xiàn)象，即使沒有人為污染，霧照樣會發(fā)生。但是這不意味著霧的發(fā)

生頻率和污染沒有任何關系。顆粒污染物，尤其是吸濕性的顆粒物為霧的形成提供了豐富的凝結(jié)核，有利于霧的發(fā)生。相反地，人類活動使城市氣溫升高，濕度降低，又會抑制霧的生成。雖然如此，霧的發(fā)生頻率更多地還是取決于地理、氣候等自然因素。在城市里，另一種和霧一樣會降低能見度的天氣，霾，越來越頻繁，則主要是人類排放的顆粒污染物所致。霧水的成分取決于空氣中有什么樣的物質(zhì)，空氣受了污染，霧自然不會干凈。例如，二氧化硫的污染會導致酸霧，霧水的pH值可降低到2以下。不但影響人們的健康，還會導致建筑物損壞，樹木枯死。在很多城市的霧水里，還可以檢測到濃度不低的重金屬、多環(huán)芳烴等污染物。但是如果空氣沒受污染，霧還能成為一種可以利用的水資源。在一些缺水地區(qū)，不僅僅動物會利用霧天取水，人們也會采用特制的大比表面積的設備收集霧水，以供飲用、灌溉等用途?！旧钤贜amib沙漠的Stenocara甲蟲在有霧的清晨爬上沙丘的頂端，翹起尾部迎風而立，霧水在甲殼上聚成大的水滴，流到甲蟲口中，甲蟲就美美喝上一口。】總的來說，霧滴可以捕集、吸收空氣中的污染物，加速它們的沉降、清除；但霧滴也會為生成新的污染物的提供反應場所，造成新的風險。作為一種自然的天氣現(xiàn)象，霧本身既不是空氣污染的原因，也不是空氣污染的結(jié)果。不過，霧天的氣象條件不利于污染物的擴散，使城市的空氣質(zhì)量不好，的確是不爭的事實。參考資料：WilkinsET.1954.AirpollutionaspectsoftheLondonfogofDecember1952.QuarterlyJournal'"oftheRoyalMeteorologicalSociety80:267-271.LillisD,CruzCN,CollettJr.J,RichardsLW,PandisSN.1999.Productionandremovalofaerosol[2]inapollutedfoglayer:modelevaluationandfogeffectonPM.AtmosphericEnvironment33:4797-4816.[3][4]NiuS,LuC,YuH,ZhaoL,LuG.2010.FogresearchinChina:Anoverview.AdvancesinAtmosphericSciences27:639-662.[3][4]MarzolJaenMV.2002.FogwatercollectioninaruralparkintheCanaryIslands(Spain).AtmosphericResearch64:239-250.更多相關文章本文版權屬于果殼網(wǎng)（），轉(zhuǎn)載請注明出處。商業(yè)使用請分享到：你可能感興趣

你可能感興趣顯示所有評論全部評論(32)1/2上一頁2011-11-2411:03殺……2011-11-2411:07沒殺到…我還以為只要比燒雞快就行了[0]I2011-11-2411:28這么說倫敦人民也是被選擇下來的。。。[0]I2011-11-2411:37引用的回應：沒殺到…我還以為只要比燒雞快就行了現(xiàn)在強人是越來越多了~[0]I2011-11-2411:37難怪英國佬鼻毛胡子這么長[0]I6樓2011-11-2411:39下時候愛下霧，下在怕下霧[0]I2011-11-2411:42北京是不是要也這么搞一次才會有改變。。。[0]■M8樓2011-11-2411:43環(huán)境科學博士引用的回應：下時候愛下霧，下在怕下霧你感冒了嗎，口音好重[0]I2011-11-2412:00哎，這輩子在上海是喝不到干凈的霧水了-3-[0]2011-11-2413:14氣象學博士生，傳統(tǒng)武術愛好者引用的回應：北京是不是要也這么搞一次才會有改變。。。北京的氣象條件不容易產(chǎn)生強逆溫層和大霧天氣。不過只要擴散條件不好，過兩三天空氣污染物濃度就會大幅增加，只是不會達到倫敦煙霧那樣恐怖的效果[0]I子.11樓2011-11-2413:49沒有具體說逆溫產(chǎn)生的原因[0]12樓2011-11-2413:49引用的回應:

北京的氣象條件不容易產(chǎn)生強逆溫層和大霧天氣。不過只要擴散條件不好，過兩三天空氣污染物濃度就會大幅增加，只是不會達到倫敦煙霧那樣恐怖的效果一個月前那種全國性的大霧天氣，發(fā)生的幾率很小吧？[0]|[0]|13樓2011-11-2414:41現(xiàn)在只要不是大風天我就戴口罩，嗯，我在北京。[0]|2011-11-2414:49很久沒見過霧了，是不是說明我們這空氣好?[0]|2011-11-2415:45根據(jù)物競天擇的道理，忍受地溝油、糟透了的空氣、有毒的廢水、有毒的食品的中國人能承受更惡劣的環(huán)境，當?shù)厍颦h(huán)境產(chǎn)生劇烈變化的時候能更快適應，幾萬年之后，我們就可以嘲笑別人為尼安德特人了。。天朝在下一盤非常大的棋。。[0]|2011-11-2415:45我們學校這兒晚上和清晨經(jīng)常會起霧，而且每次都是那種能見度很低的大霧，并伴隨種種難聞的氣體……[0]|2011-11-2415:53重污染工業(yè)都轉(zhuǎn)移到天朝來了[0]|18樓2011-11-2416:06現(xiàn)在每天都帶口罩，唉，杯具啊，好想呼吸一次新鮮空氣！![0]|

2011-11-2416:58痛恨大霧?。。~~~十一從連云港到上海轉(zhuǎn)機，早上一場大霧，我坐車里感覺能見度是0!四周全是白茫茫的跟電影似的結(jié)果第一趟飛機晚點誤了第二趟飛機。。。。。。。損失了好幾千銀子我住的城市集體供暖，四面環(huán)山，冬天經(jīng)常霧蒙蒙的，從飛機上看整個城市上空有個大鍋蓋罩著一樣[0]I[0]I20樓2011-11-2417:46乳品專業(yè)博士，科學松鼠會成員為什么在樹林里或者草地上，清晨也會有霧呢？低溫和水汽都有，可是凝結(jié)核是從哪里來的呢？[0]I21樓2011-11-2420:22樓主說的霧的三要素水低溫和顆粒物。但在四川、重慶的農(nóng)村，空氣質(zhì)量應該是相當不錯的，空氣中的顆粒物應該較少，但冬天仍然很多大霧，何解？[0]I22樓2011-11-2421:01環(huán)境科學博士引用的回應：樓主說的霧的三要素水低溫和顆粒物。但在四川、重慶的農(nóng)村，空氣質(zhì)量應該是相當不錯的，空氣中的顆粒物應該較少，但冬天仍然很多大霧，何解？即使空氣沒有污染，空氣中的顆粒物也足以生成霧，只要其他條件滿足。只不過顆粒物濃度的增加，有利于霧的發(fā)生而已。[0]I23樓2011-11-2423:58氣象學博士生，傳統(tǒng)武術愛好者引用的回應：樓主說的霧的三要素水低溫和顆粒物。但在四川、重慶的農(nóng)村，空氣質(zhì)量應該是相當不錯的，空氣中的顆粒物應該較少，但冬天仍然很多大霧，何解？不僅僅是人工排放的污染才叫顆粒物的。風吹起的沙塵、植物自己的排放、各種氣體（SO2,NO2）發(fā)生化學反應生成的物質(zhì)或者顆粒，只要能吸附水汽的都能對霧的形成有貢獻。四川盆地人口密集，雖然人感覺不到什么污染，但形成云霧的顆粒物還是不少的。而且四川盆地冬天的天氣有時候的確是相當穩(wěn)定的，天氣背景很適合霧的生成[0]|r24樓2011-11-2500:03氣象學博士生，傳統(tǒng)武術愛好者引用的回應：一個月前那種全國性的大霧天氣，發(fā)生的幾率很小吧？的確不大。因為需要一大片的穩(wěn)定（或者逆溫）大氣。順便說一句，現(xiàn)在中國東部地區(qū)氣溶膠（也就是顆粒物）已經(jīng)完全達到形成霧所需要的濃度了，形不形成霧主要看天氣形勢是不是穩(wěn)定，水汽是不是充足這兩個條件了。一般的霧其實對健康還沒啥影響，但是如果霧天持續(xù)時間比較長（一般來說霧天只在上午出現(xiàn)），再加上持續(xù)的高濃度污染排放，才會造成污染在近地面堆積，對健康造成影響[0]|25樓2011-11-2513:26腫么只說霧不說霾？那些霾重的日子才叫可怕呢![0]26樓2011-11-2600:38下霧最討厭了，看不見路，濕噠噠的，呼吸也不暢通![0]27樓2011-12-0514:44現(xiàn)在應該更常見的是煙霞天（或者說是灰霾）吧，霧天反而很少見[0]■二:28樓2011-12-0515:23摘自知乎by黃濤PM2.5的成分主要是硫酸離子和硝酸離子，硫酸離子占主要部分，通常是二氧化硫經(jīng)過數(shù)十小時的流動轉(zhuǎn)換而來，污染源有在500公里以上的可能，所以，北京的空氣污染不是一個地區(qū)的問題，是周邊整體大氣環(huán)境的體現(xiàn)。硫酸離子主要是工廠排放，硫酸離子主要是尾氣。所以，如果遇到兩種污染疊加，北京的質(zhì)量就挺糟糕了。328微克每立方的數(shù)值還是基本可信的，但是單一的測定站也沒法全面準確監(jiān)測，不過，從天空大氣的顏色也能估算出來的，藍天的情況一般是30微克一下，如果天稍微發(fā)白，就是硫酸離子多，基本要在50到80，如果發(fā)黃了，基本是在120到140微克水平，因為里面的硝酸成分多了，如果再發(fā)黑，就是黑碳顆粒多了，這時基本上要超過200微克了，呼吸難受，出現(xiàn)灰霾，就到了300，如果再遇到濕度大的天氣，就會成為氣溶膠為主的大霧天氣，就跟今天差不多。[0]I凝29樓2011-12-0713:11環(huán)境工程學士引用的回應：摘自知乎by黃濤PM2.5的成分主要是硫酸離子和硝酸離子，硫酸離子占主要部分，通常是二氧化硫經(jīng)過數(shù)十小時的流動轉(zhuǎn)換而來，污染源有在500公里以上的可能，所以，北京的空氣污染不是一個地區(qū)的問題，是周邊整體大氣環(huán)境的體現(xiàn)。硫酸離子主要是工廠排放，硫酸離子主要是尾氣。所以，如果遇到兩種污染疊加，北京的質(zhì)量就挺糟糕了。328微克每立方的數(shù)值還是基本可信的，但是單一的測定站也沒法全面準確監(jiān)測，不過，從天空大氣的顏色也能估算出來的，藍天的情況一般是30微克一下，如果天稍微發(fā)白，就是硫酸離子多，基本要在50到80，如果發(fā)黃了，基本是在120到140微克水平，因為里面的硝酸成分多了，如果再發(fā)黑，就是黑碳顆粒多了，這時基本上要超過200微克了，呼吸難受，出現(xiàn)灰霾，就到了300，如果再遇到濕度大的天氣，就會成為氣溶膠為主的大霧天氣，就跟今天差不多。PM2.5的主要成分是顆粒有機物和二次離子組分，這個回答只提到了離子部分。關于霧和污染的部分，文章也說了。霧本身是一種自然的天氣現(xiàn)象，即使沒有人為污染，霧照樣會發(fā)生。但是這不