·202· 2015年7期 自然科学 科学研究
浅析雾霾特征以及预报思路
王文娟
山西省朔州市平鲁区气象局，山西 朔州 036800
摘要：由于雾霾天气往往与大气污染密切相关，因此直接影响人们的身体健康。随着经济社会发展和人们生活水平的提高，人们越来越关注雾、霾天气的影响，对雾、霾天气的预报需求也越来越大。 关键词：雾霾；特征；预报 中图分类号：P446;P457.9 文献标识码：A 文章编号：1671-5578(2015)07-0202-01
1 雾和霾的特征和区别
1.1 定义
雾是近地面层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，当水平能见度≤1km时称为雾。雾的形成是近地面空气由于降温或水汽含量增加而达到饱和，水汽凝结或凝华而形成的。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。
霾是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的空气混浊现象。霾的核心物质是气溶胶微粒。由灰尘、硫氧化物、氮氧化物、有机碳氢化合物等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。
1.2 雾和霾的区别
雾与霾的区别在于空气中的水汽含量。一般相对湿度小于80%时的大气混浊、视野模糊导致的能见度恶化是霾组成的，相对湿度大于90%时是雾组成的，介于80%-90%之间是雾和霾的混合物共同组成的，但其主要成分是霾。
霾粒子的分布比较均匀，而且霾粒子的尺度比较小，肉眼看不到空气中悬浮的颗粒物。雾和云一样，与晴空区之间有明显的边界，雾滴浓度分布不均匀，而且雾滴的尺度比较大，肉眼可以看到空中悬浮的雾滴。
1.3 雾和霾的分布特征
在我国雾的空间分布是非常不均匀的，具有明显的地域特点。总的来看，东部多，西部少。从季节变化来看，具有明显的季节变化，秋冬季雾日数多，春夏季雾日数少，夏季是我国平均雾日数最少的季节。
霾的分布也具有明显的地域不均匀性，总体来看，东部明显偏多。霾的空间分布与城市化进程、工业结构、地形分布等有密切关系，我国的三大经济圈——泛环渤海湾地区（如石家庄、太原等）、泛长江三角洲，以及珠三角地区是我国霾日出现最多的地区。
根据山西省气象局气候中心1961-2013年近53年统计结果显示，山西省各地霾日数在0～205.9天。其中岢岚、兴县、静乐、柳林、石楼和大宁等12个县市未出现霾，而河津、汾阳、祁县、太谷、新绛、平遥和侯马等七个县市年霾日数在100天以上，侯马最多，达到206天左右。根据站点统计，无霾出现的站点数占到统计站数的11%，霾日数在5天以下占44%，5～20天占6%，20～50天占24%，50～100天占8%，100天以上占6%。从分布区域看：山西省西北部少于东南部，太原盆地和运城市是霾出现较多区域。
2 雾和霾的形成机制 2.1 雾形成的基本条件
无论是辐射雾，还是平流雾，能见度小于1000m的雾，一般需要满足以下三个基本条件。
水汽。雾是近地面层空气中水汽凝结或凝华的而后产生，因此水汽条件是能否形成雾的核心条件。雾中水汽既可以来源于当地空气中的水分，也可能是外地湿空气通过风的平流输送作用到达雾区。
稳定的层结。边界层内维持稳定的层结，如逆温层，有利于近地面水汽的聚积。当气层不稳定时，上下层的热量交换和水汽扩散，不利于雾的形成。
冷却条件。只有当气温接近露点温度时，水汽才能凝结。 2.2 城市与霾
霾的本质是空气中的灰尘、硫氧化物、氮氧化物、有机碳氢化合物等粒子组成的大气混浊现象，因此霾的时空分布与城市化进程、工业结构、与地形分布等都有密切关系。
3 雾和霾的预报
3.1 平流雾的预报思路 3.1.1分析天气形势
首先需要进行天气系统配置的分析。
高压后部平流雾。变性冷高压后部盛行的偏东气流或偏南气流有利于形成弱的冷平流，变性冷高压底部存在好的湿度条件，而本地冷空气过境后处于气温回升状态。平流雾出现时，850hpa、700hpa上一般存在弱的暖平流。
锋前的平流雾。静止锋、冷锋前面或低压槽中的偏南气流场有利于暖湿空气的输送，往往会有平流雾出现。
3.1.2本地气象要素分析
探空分析包括是否存在逆温层、逆温层的厚度、逆温层内的风速、饱和层的厚度。这些条件是雾能否形成或维持的基本条件。
风向和风速。平流雾的形成需要一定的风速条件，风速太大不利于水汽的聚积，风速太小利于降温，但不利于水汽的平流作用。风向决定了水汽的来源、冷暖平流的方向，如风向由暖区指向冷区，或者由干冷区指向暖湿区均有利于平流雾的出现。
上游地区的露点和本站的气温差值越小，越有利于平流雾的形成。
3.2 辐射雾的预报思路 3.2.1天气形势分析
产生辐射雾的基本天气形势包括：
地面气压梯度很小，气压场比较弱或为均匀场（如鞍形场），风场上存在弱辐合；
850hPa上一般为弱的暖性结构，流场上一般为反气旋流出区；
500hPa上空为西北气流或偏西气流；
900hPa以下为弱上升运动，对流层中层为弱下沉运动。这种天气背景下，雾区一般出现在大范围晴空区或少云区。
3.2.2本地气象要素分析
由于辐射雾具有明显的日变化特征，因此地面最低气温的预报与850hPa温度预报将成为判断未来是否可能形成逆温的重要判断。
辐射雾的形成需要较小的风速条件；
当本地水汽变化不大的情况下，最低气温预报将成为辐射雾预报成功与否的关键因素。
晴空背景下有利于地表辐射降温。 3.3 霾的预报思路
由于霾形成的大气环流背景与雾的基本相似，只是组成能见度下降的大气成分存在明显差异。因此，霾的预报思路与雾有很多相似之处，如稳定的天气系统配置（中上层为弱下沉运动，边界层为弱上升运动）、存在逆温层结等，也有不同之处。
（1）积累过程。绝大多数情况下，由霾组成的能见度下降是一个缓变过程，而雾的形成可以是一个突变过程。因此，当本地大气环流背景处于相对稳定状态时，由霾存在的能见度下降将逐渐加重。（2）逆温层的厚度。形成霾的逆温层厚度一般更厚。这样的条件不仅可以使气溶胶颗粒在一定高度上进行冲混合而又不扩散到自由大气中去，同时又可以保证逆温层不会因为太阳辐射增温而消逝。（3）经济发展水平与能源结构。与雾不用，霾与人类活动有密切关系。本站是否可能出现霾，不仅与当地及周边地区的经济发展程度有关，同时与能源结构、工业结构有关。例如，以化石燃料为主要能源结构，以化工、采矿、炼焦等为主要工业的地区，出现霾现象的频率远远高于以农牧、水产、服务业为主的地区。
参考文献
[1]王庆祥，刘玉莲.哈尔滨雾霾天气候特征[J].黑龙江气象，2014(2)：7-9.
