第一篇:霧霾原因分析及研究
《市政工程專論》讀書報告
1、霾的形成原因
近些年,我國各省深陷霧霾之中,成都市近兩個月也多次發布霧霾橙色預警。霧霾頻繁發生也表明我國環境正日益惡化。霧霾是霧和霾的混合物,空氣濕度達到飽和的時候就會在空氣中凝結成霧,霧以空氣中的灰塵作為核,但對人體的傷害很小,而霾卻不同,霾是以有害煙塵污染物作為核。由于霧霾天氣的濕度較高,水汽較大,霧滴提供了吸附和反應場所加速反應性氣態污染物向液態顆粒物成分的轉化,同時顆粒物也容易作為凝結核加速霧霾的生成,兩者相互作用,迅速形成污染。因此,霧霾發生的條件有以下幾點:第一,空氣的相對濕度較高,這也是為什么霧和霾伴隨發生。第二,發生霧霾的地區空氣流動較小,沒有明顯的的冷熱空氣對流,風力較小,大氣層比較穩定。第三,夜間輻射降溫,使得原本濕度較高的空氣凝結成霧,而霧的形成是霾形成的前提之一。一些大城市大量的有害氣體排放如空氣之中,如:硫化物氣體、氮化物氣體、可吸入顆粒物等,這些有害氣體不能通過大氣流動排走,這些都會為霧霾的形成助力。空氣的溫度越低,能容納的水汽也越少,超過的部分就會形成霧,也就越容易形成霧霾。
2、霧霾的危害
霧霾對人體的危害很大,首先,對呼吸道的危害就極大。霧霾的成分很復雜,通常含數百種顆粒物,有害健康的主要是直徑小于10微米的顆粒物,它們能直接進入并黏附在呼吸道和肺泡中,引起急性鼻炎和支氣管炎等病癥,在霧霾天會感覺到鼻子喉嚨有刺激感。其次,霧霾天對心血管也有嚴重影響,霧霾天會阻礙血液循環,導致心血管疾病、高血壓、冠心病等。最后,霧霾還會減少紫外線對人體的照射,使人體的維生素D不足,從而影響對鈣的吸收。霧霾比吸煙的危害更大,有調查顯示,中國吸煙的人群在不斷下降,而患肺癌的人群卻上升了4倍,有專家指出這與霧霾有密切的關系。因此,霧霾的治理關系到我們每個人的身體健康,我國現在的霧霾形式已經非常迫在眉睫。
3·
1、兩種評價指標
我國現行的《環境空氣質量標準》——GB3095-2012中明確規定了各種有害氣體和顆粒物的標準限制,如:二氧化硫、二氧化氮、臭氧、PM2.5、PM10、重金屬等。但值得思考的一個問題是:是否有了環境監測體系就足夠了?單用環境監測體系就能衡量人與自然的和諧程度嗎?在我看來完全不是,單從這套體系來看,我完全認為它的出發點是人,比如《環境空氣質量標準》中規定的各項指標都是從人的角度出發去考慮。哪怕各項指標都達到要求我任然不認為環境就變好了,因為我們沒有從自然的角度去考慮。因此,我們必須引入生態核算,它能與環境監測體系形成優勢互補。生態核算的對象可以是自然的任何系統,如:農田、森林、濕地、湖泊、海洋等。核算包括生態系統產品價值、生態調節服務價值和生態文化服務價值,評價模型有普通模型、SBM模型、趨善化模型、GEP模型。3·
2、自然資本概念
要認識生態核算,首先要認識一個概念——自然資本,在一般認為的經濟模型中有兩大要素:一是資本(這里指人造資本),二是勞動。雖然經濟學家也承認土地的要素,但并不太重視。十九世紀古典經濟學家,特別是《政治經濟學和賦稅原理》(1817)的作者大衛.李嘉圖,曾經關注土地及其生產力,視其為經濟生產的基礎性決定要素。隨后,生態經濟學家們將”土地”的概念擴大為自然資本。毫無疑問,自然資本為人類的生產活動提供先決條件,它限制了生產的上限值,無論技術多么發達,首先得有自然資本,而不是人造資本,巧婦難為無米之炊就是這個道理。然而,如何衡量生態系統產品價值、生態調節服務價值和生態文化服務價值成了問題的關鍵。方法就是將生態系統產品價值、生態調節服務價值和生態文化服務價值貨幣化。
3.3、GEP模型
GEP即:生態系統生產總值。可以定義為生態系統為人類福祉和經濟社會可持續發展提供的產品與服務價值的總和。GEP=EPV+ERV+ECV ,式中,EPV為生態系統產品價值,ERV為生態系統調節服務價值,ECV為生態文化服務價值。GEP的概念是借鑒國內生產總值(GDP)概念提出的,生態系統生產總值的核算目的是評價與分析生態系統對人類經濟社會發展支撐作用,以及對人類福祉的貢獻。通過生態系統生產總值的核算還可以認識和了解生態系統的狀況以及變化。生態系統生產總值是與國內生產總值平行的核算指標,前者關注的是生態系統的運行狀況,后者關注的是經濟系統運行的狀況。GEP核算的首個項目啟動,將有助于檢驗衡量生態良好核算體系的科學性和可行性,GEP的提出填補了國內外對自然生態資產核算指標的空白。中國首個生態系統生產總值(GEP)機制于2013年2月25日在內蒙古庫布其沙漠實施,以該項目為例,如果沿用GDP核算,億利集團20年讓5000多平方公里的沙漠變成了綠洲的總投入達到了100多億元,但它的產出只有3.2億元,但是如果用GEP來核算,包括大氣調節、土地涵養等多種功能,它的總價值達到了305.91億元。
總結
中國現階段環境問題日益突出,反應出了人與自然的不和諧,對于環境的監測不能只單單用環境監測體系,必須結合生態核算。應當以兩者共同作為制定法律條文的基礎,以這兩套體系共同衡量人與自然的和諧程度,形成互補。我國的生態核算才處于起步階段,很多地方還需要完善,現階段建立的各種模型能很好地從側面反映環境的綜合指標,對我們改善環境起著積極的作用。
參考文獻
[1]環境空氣質量標準——GB3095-201 [2]歐陽志云,朱春全,楊廣斌,徐衛華,鄭華,張琰,肖賧.生態系統生產總值核算-概念、核算方法與案例研究[J].生態學報,2013,33(21)
[3]趙衛權,楊振華,蘇維詞,周文龍.基于生態與社會資產核算的生態文明綜合評價[J].生態經濟,2016,32(5)
[4]生態經濟核算[5]付允,汪云林,李丁.低碳城市的發展路徑研究[J].世界科學界,2008,2
第二篇:霧霾原因
霧霾天氣,造成城市里大面積低能見度的情況。在早上或夜間相對濕度較大的時候,形成的是霧;在白天氣溫上升、濕度下降的時候,逐漸轉化成霾。這種現象既有氣象原因,也有污染排放原因。2013年1月9日以來,全國中東部地區陷入嚴重的霧霾和污染天中,中央氣象臺將大霧藍色預警升級至黃色預警,13日10時北京甚至發布了北京氣象史上首個霾橙色預警。從東北到到西北,從華北到中部導致黃淮、江南地區,都出現了大范圍的重度和嚴重污染。環境因素
霧和霾相同之處都是視程障礙物。但霧與霾的形成原因和條件卻有很大的差別。霧是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶,形成條件要具備較高的水汽飽和因素。出現霧時空氣相對濕度常達100%或接近100%。霧有隨著空氣濕度的日變化而出現早晚較常見或加濃,白天相對減輕甚至消失的現象。出現霧時有效水平能見度小于1KM。當有效水平能見度1-10KM時稱為輕霧。
‘霧’和‘霾’實際上是有區別的。國家氣候中心氣候系統監測室高級工程師孫冷指出,霧是指大氣中因懸浮的水汽凝結、能見度低于1公里時的天氣現象;而灰霾的形成主要是空氣中懸浮的大量微粒和氣象條件共同作用的結果,其成因有三:
——在水平方向靜風現象增多。城市里大樓越建越高,阻擋和摩擦作用使風流經城區時明顯減弱。靜風現象增多,不利于大氣中懸浮微粒的擴散稀釋,容易在城區和近郊區周邊積累; ——垂直方向上出現逆溫。逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空,這種高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現象,使得大氣層低空的空氣垂直運動受到限制,空氣中懸浮微粒難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。
空氣中懸浮顆粒物的增加。隨著城市人口的增長和工業發展、機動車輛猛增,導致污染物排放和懸浮物大量增加,直接導致了能見度降低。實際上,家庭裝修中也會產生粉塵“霧霾”,室內粉塵彌漫,不僅有害于工人與用戶健康,增添清潔負擔,粉塵嚴重時,還給裝修工程帶來更多的隱患!機動車尾氣
機動車尾氣的排放是霧霾天氣形成的原因么?機動車的尾氣是霧霾顆粒組成的最主要的成分,最新的數據顯示,北京霧霾顆粒中機動車尾氣占22.2%,燃煤占16.7%,揚塵占16.3%,工業占15.7%。但隨著汽車技術進步以及油品質量的上升,環境管理者發現機動車尾氣對霧霾天氣形成并不起決定性作用,但作為一些汽車擁有量較大的城市,管理者依舊需要控制機動車排放標準,避免霧霾天氣的形成。
第三篇:霧霾原因
霧霾的原因與治理
霧霾,是霧和霾的組合詞。霧霾常見于城市,霧霾是特定氣候條件與人類活首先來介紹下動相互作用的結果。高密度人口的經濟及社會活動必然會排放大量細顆粒物,一旦排放超過大氣循環能力和承載度,細顆粒物濃度將持續積聚,此時如果受靜穩天氣等影響,極易出現大范圍霧霾。2013年1月,4次霧霾過程籠罩30個省(區、市),在北京僅有5天不是霧霾天。有報告顯示,中國最大的500個城市中,只有不到1%的城市達到世界衛生組織推薦的空氣質量標準,與此同時,世界上污染最嚴重的10個城市有7個在中國。但是霧是霧,霾是霾,霧和霾的區別很大。二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三項是霧霾主要組成,前兩者為氣態污染物,最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首。它們與霧氣結合在一起,讓天空瞬間變得灰蒙蒙的。顆粒物的英文縮寫為PM,北京監測的是PM10,也就是空氣動力學當量直徑小于等于10微米的污染物顆粒。城市有毒顆粒物來源:第一:是汽車尾氣。使用柴油的大型車是排放PM10的“重犯”,包括大公交、各單位的班車,以及大型運輸 卡車等。第二:北方到了冬季燒煤供暖所產生的廢氣。第三:工業生產排放的廢氣。比如冶金、窯爐與鍋爐、機電制造業,還有大量汽修噴漆、建材生產窯爐燃燒排放的廢氣。第四:建筑工地和道路交通產生的土壤塵。第五:可生長顆粒,細菌和病毒的粒徑相當于PM0.1-PM2.5,空氣中的濕度和溫度適宜時,微生物會附著在顆粒物上,特別是油煙的顆粒物上,微生物吸收油滴后轉化成更多的微生物,使得霧霾中的生物有毒物質生長增多。造成近期霧霾天氣偏多。關于霧霾天氣驟增的原因也與一味的最求發展經濟有關,在發展就是硬道理的思想指導下,我國以經濟建設為中心,長期把國內生產總值(GDP)作為衡量一切的標準。追求GDP 本身沒有錯,錯在盲目上。西方國家用了幾百年才能完成的事,我們非要幾十年就完成,殊不知我們同時也是在用幾十年的時間制造了幾百年的污染。另外對于引進外資各國都有規定,而像我國這樣來者不拒,多多益善的沒有第二家,其結果是中國變成了世界工廠,給全世界的知名企業打工,然后把利潤送給人家,把污染留給自己,既浪費了寶貴的資源又污染了生存的環境。同時,為擴大內需,沒有考慮我國人口眾多的國情,道路承載的能力,大力發展汽車產業,鼓勵國人購置,忽略這么多汽車尾氣對大氣污染的后果,據專家介紹汽車尾氣排放已占到PM2.5 的20%—25%。國人為圖方便,企業為了賺錢,國家為了GDP,當然污染的后果不僅催生了霧霾的產生,還導致了環境的惡化。關于霧霾天氣的治理,個人覺得應從三方面:
一、是政府完善法律。國外治理大氣污染立法先行,現已形成完備的法律體系。目前,我國大氣污染立法尚不完善,應盡快完善相關法律法規,已實施13年的《大氣污染防治法》亟待修訂,PM2.5控制的法規體系。如在環境保護法律法規中增加區域聯防聯治內容,加大機動車尾氣治理力度,通過立法修訂機動車尾氣排放標準等。
二、是經濟結構調整。我國是以煤為主的能源消耗結構,化石能源占中國整體能源結構92.7%。面對環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢,以化石資源為代價的傳統發展模式已難以為繼,亟需由“高碳”經濟向“低碳”經濟轉型。而避免燃煤污染的治本之策,就是要使用清潔能源,從源頭上減少污染排放。
三、是企業節能減排。按照“誰污染誰治理”的原則,就是要‘倒逼’企業轉型升級。企業要推進清潔生產,靠科技的投入轉變生產方式,使用天然氣、太陽能等清潔能源,減少污染氣體的排放,進而實現節能減排。
第四篇:霧霾原因及治理
PM2.5與霧霾天氣有什么關聯呢?
霧霾由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物組成,前兩者為氣態污染物,最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首。它們與霧氣結合在一起,讓天空瞬間變得灰蒙蒙的。顆粒物的英文縮寫為PM,而現在空氣的高頻詞匯PM2.5就是指直徑小于2.5微米的污染物顆粒。這種顆粒本身既是一種污染物,又是重金屬、多環芳烴等有毒物質的載體。
一、形成霧霾的原因
1、城市有毒顆粒物來源:汽車尾氣。
2、北方冬季燒煤供暖所產生的廢氣。
3、工業生產排放的廢氣。
4、建筑工地和道路交通產生的揚塵。
二、霧霾天氣的危害
(一)影響健康。生活在灰霾天氣可出現咳嗽、頭暈、乏力等不良反應,同時可吸入顆粒物能直接進入人體呼吸道和肺部誘發病癥。灰霾天氣還可導致近地層紫外線輻射減弱,易使空氣中傳染性病菌活性增強,導致傳染病增多。
(二)形成酸雨。灰霾本質是“細顆粒物污染”,主要來自工業廢氣、汽車尾氣等氣體污染 PM2.5全知道概況來源監測危害防護物經過一系列化學反應所形成“二次污染物”。研究表明,灰霾組分中含水量很少,由硫酸、二氧化硫、二氧化氮等廢氣污染物形成酸霧卻較多,含有可溶和不可溶污染物濃度很高。
(三)農業減產。灰霾天氣對農業也有不利影響。研究表明,污染嚴重時候,會影響太陽輻射,不利農作物吸收太陽光,導致農作物減產可達25%。
(四)引發事故。灰霾天氣出現時,空氣質量差,視野能見度低,容易引起交通阻塞,繼而發生交通事故。
三、面對霧霾天氣我們該怎么辦?
霧霾天氣是自然和人為污染環境所形成的,面對這種惡劣天氣,我們該采取什么樣的措施來避免或者減弱它給我們的正常生活和健康帶來的危害呢?
1、減少外出。抵抗力弱的老人兒童以及患有呼吸系統疾病的易感人群應盡量減少出門,或減少戶外活動,外出時戴口罩防護身體,防止污染物由鼻、口侵入肺部,外出歸來后,應立即清洗面部及裸露肌膚。
2、減少戶外鍛煉。霧霾天氣氣壓低,能見度低,空氣中懸浮大量塵埃等有毒顆粒,患有支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸道疾病患者,應盡量避免戶外鍛煉,以免誘發慢性病得發作或加重。同樣大霧天氣壓較低,高血壓、冠心病等慢性病患者不宜做戶外鍛煉,以避免誘發心絞痛、心衰。中等和重度霾天氣易對人體呼吸循環系統造成刺激,尤其是在早晨空氣質量較差。通常來說,若無冷空氣活動和雨雪、大風等天氣時,鍛煉的時間最好選擇上午到傍晚前的空氣質量好,能見度高的時段進行,地點以樹多草多的地方為好,霾天氣時也應適度減少運動量與運動強度。
3、關閉門窗。由于霧霾天氣時,空氣中的污染物難以消散,在大霧的天氣應緊閉門窗,避免室外霧氣進入室內污染室內空氣,誘發急性呼吸道和心血管疾病的發生。
4、注意飲食。患有慢性呼吸道疾病患者,尤其是老年人要保持科學的生活規律,避免過度勞累,多飲水。要注意飲食清淡,少食刺激性食物,多吃些豆腐、牛奶等食品,必要時要補充維生素D。
5、行車走路要倍加小心。中等和重度霧霾天氣下,能見度較低,視線差,駕車、騎車和步行的人們都應多加小心,特別是通過交叉路口和無人看管的鐵道口時,要減速慢行,遵守交通規則,避免發生交通事故
四、霧霾天氣控制治理措施
1、加強灰霾天氣預測預報,為公眾提供防御指引,為政府實行動態調控環保措施決策服務。
2政府完善法律。加大機動車尾氣治理力度,通過立法修訂機動車尾氣排放標準等
3企業節能減排。使用清潔能源,從源頭上減少污染排放。企業要推進清潔生產,靠科技的投入轉變生產方式,使用天然氣、太陽能等清潔能源,減少污染氣體的排放,進而實現節能減排。
4提倡低碳生活。節能減排是需要全民參與的事業,每個人都應該增強減排意識。環境的清新需要每個人的力量。從自己開始,努力做到低碳生活、綠色出行、綠色消費,自覺減少污染物的排放。加大環境保護林木的覆蓋面積
霧霾是霧和霾的統稱,霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統,多出現于秋冬季節,是近地面層空氣中水汽凝結(或凝華)的產物。
霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子組成的。它也能使大氣渾濁,視野模糊并導致能見度惡化,如果水平能見度小于10000米時,將這種非水成物組成的氣溶膠系統造成的視程障礙稱為霾
在強霧霾天氣下,人人都是受害者,造成霧霾天氣的原因既有自然因素,更有人為因素在里面,東北此次嚴重霧霾天氣,究其原因,既有和其他地方霧霾天氣一樣的共性原因,也有其存在的個性原因。
一、自然因素方面:近期極端不利的污染擴散條件是形成本次污染過程的直接原因。近幾日哈爾濱出現持續逆溫和弱風氣象,水平方向和垂直方向上不利于污染物的擴散,一旦出現大霧天氣,很容易激發或加重霧霾天氣的產生。
二、人為因素方面:汽車尾氣、燃煤、煙塵、工業廢氣排放等這些污染源的污染物排放量大,是造成此次空氣嚴重污染的根本原因。一方面東北地區在秋整地期間,城郊及周邊縣市大量焚燒秸稈,產生濃重煙塵,在空氣污染物不易擴散的情況下,大量煙塵就會凝聚在城區,對城區造成影響;另一方面,東北現在進入冬季供暖階段,哈爾濱近日開栓供暖,鍋爐陸續啟爐是造成霧霾天氣的影響因素。此外,汽車尾氣的大量排放,工業廢氣污染物等進一步加劇了此次霧霾的嚴重程度。
當環境污染關系到每個人的切身利益時,影響著我們的生活質量和生命質量時,如何減少或者預防這種現象的產生才是我們現在應該去思考的。
一是政府部門應當加大環境保護力度,將環境保護真正與地方績效掛鉤,不能只停留在口頭上,對于嚴重污染的企業一定要采取嚴厲措施消除對環境的影響。同時,加大產業結構的調整以及能源結構的調整,逐步推動第三產業以及清潔能源的發展,減少對于大氣中污染物的排放量。
二是要及時做好預警和防御措施,確保人民能夠正常生活。氣象部門、環保部門以及城市管理部門等應聯合行動,在霧霾來臨前,要做好預防和宣傳工作,在霧霾來臨時,要做好安全和保障工作,在霧霾結束后,要做好反思與總結工作。從而將霧霾天氣對市民造成的影響降到最小。
最后,要想真正減少“霧霾天氣”的產生,其根本出路在于提高“責任”,那就需要我們的“政府責任”來引領“個人責任”,從而實現“共責任”。保護環境,人人有責,如果每個人都把保護環境的意識真正貫徹和落實到實際行動中,那我們的生活質量也會逐漸得到改善。
第五篇:淺析霧霾形成原因及其危害
淺析霧霾形成原因及其危害
摘要:霧和霾是本質上不同的自然現象。霧-霾的成因主要受氣候因素及人為因素的影響。其中氣候因素主要有靜穩天氣、降水情況以及逆溫層;人為因素主要有氣溶膠、霧霾自身影響以及二次氣溶膠。霧-霾對人類健康、交通、電力和農業都有一定的危害。
關鍵詞:霧霾;區別;成因;危害
一、引言
霧-霾逐漸成為人們熱議的話題,2013年,“霧霾”成為關鍵詞;2015年,柴靜拍攝《穹頂之下》調查霧霾真相,引發爭議。種種事件都將霧-霾推向風口浪尖,人人談霾變色,報道層出不窮。這時就有人會問:既然是自然天氣現象,為何當今社會的霧-霾情況如此嚴重,過去難道就沒有霧-霾么?事實上,霧-霾是人為因素導致的顆粒物質排放加上特殊的天氣系統所共同導致的。過去并非沒有霧-霾,只不過污染物質排放量較少,霧-霾發生的頻率以及產生的影響并不大。而當今我國主要城市的霧-霾已經不僅僅是自然現象,氣溶膠污染日趨嚴重已成為霧-霾發生頻率增大的主要原因。
二、霧和霾的區別
霧和霾原本只是兩種本質上不同的自然天氣現象。霧是由大量3-100μm的水滴或冰晶微粒組成的乳白色懸浮體,而霾則是由0.01-10μm極細微的氣溶膠粒子均勻地浮游在空中導致空氣普遍渾濁的現象。它們的存在都會影響視程。根據“霾的觀測和預報等級”規定(行標QX/T113-2010),在能見度小于10km的情況下,當相對濕度低于80%時定義為霾;超過95%時為霧;介于80%和95%之間的是霧-霾混合,需要根據細顆粒物濃度或地面觀測規范作進一步界定。[1]
三、霧-霾的成因
(一)大氣條件
1、大氣環流異常導致靜穩天氣多
靜穩天氣是指當大范圍近地面大氣層持續或超過24小時出現氣壓場較均勻、靜風或風速較小的天氣。在靜穩天氣條件下,湍流受到抑制,低空中的水汽和顆粒物不易擴散,極易形成霧霾天氣。靜穩天氣在秋冬季更易出現。2013年1月的霧-霾情況就是因為大氣環流異常而導致靜穩天氣偏多,為大范圍持續霧-霾天氣的出現提供了有利條件。1月份,西北利亞地區冷高壓異常偏弱,北半球西風指數較常年明顯偏大,表明高空西風分量較強,環流比較平直,緯向型環流較弱,不利于引導極地冷空氣進入我國;中東部大部地區的海平面氣壓值較常年偏小1~5hpa(百帕),處于弱氣壓梯度區,地面風速不大,垂直和水平方向擾動小,靜風和小風天氣多,形成持續靜穩天氣。[2]
2、降水條件變化
在降雨的形成過程中,需要空氣中含水量較多的大氣與空氣中的顆粒凝結在一起,形成雨滴。在降雨的過程中,雨水能夠對大氣中的顆粒物質進行沖刷,減少空氣中的懸浮顆粒。我國自1961-2013年,大氣降水的日數在逐漸減少,平均每十年約減少4d。降水天數的減少,說明空氣中的懸浮顆粒與大氣的凝結減少,雨水的沖刷日數也相應的變少,空氣中懸浮的顆粒,加大了霧-霾天氣的發生[3]。
3、垂直方向上出現逆溫
通常大氣對流層內的氣溫是隨高度呈遞減速關系。但是在某些特殊條件下,如在空氣下沉、輻射冷卻、空中熱氣流流向地面、近地層擾動等因素的影響下,高層氣溫反而高于低層氣溫,這種現象稱為逆溫。逆溫的類型有輻射逆溫、下沉逆溫、湍流逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫和地形逆溫。
(1)輻射逆溫
因地面強烈輻射而形成的逆溫稱為輻射逆溫。在晴朗無風或微風的夜晚,地面因輻射冷卻而降溫,與地面接近的氣層冷卻降溫最強烈,而上層的空氣冷卻降溫緩慢,因此使低層大氣產生逆溫現象。
輻射逆溫較多出現在冬季。冬季夜間漫長,晴天風小機會多,地面夜間的輻射降溫明顯,大氣低空容易出現“逆溫層”,空氣的水平、垂直方向交換流通能力變弱,空氣中排放的污染物被限制在淺層大氣中,并逐漸集聚成霾,導致空氣污染。
(2)下沉逆溫
因整層空氣下沉,絕熱增溫,當氣層下沉到某一高度時,氣層頂部的氣溫高于底部,而形成的逆溫。下沉逆溫多見于副熱帶反氣旋區,其特點是范圍大,逆溫層厚度大,逆溫持續時間長,不接地而出現在某一高度上。這種逆溫因為有時像蓋子一樣阻止了向上的湍流擴散,如果延續時間較長,對污染物的擴散會造成很不利的影響。
(3)湍流逆溫
因低層空氣的湍流混合作用而形成的逆溫稱為湍流逆溫。(4)平流逆溫
由于暖空氣流到冷的地面上而形成的逆溫稱為平流逆溫。當暖空氣流到冷的地面上時,暖空氣與冷地面之間不斷進行熱量交換。暖空氣下層受冷地面影響最大,氣溫降低最強烈,上層降溫緩慢,從而形成逆溫。
在逆溫層以下,空氣冷卻而達到飽和,水汽凝結從而形成霧,再加上無法釋放的積累到一定程度的污染物,于是近地表形成了霧-霾。2015年4月24日,鄭州遇“平流霧”黑色污染帶,連續2小時重度污染就是由平流逆溫導致的。
(5)鋒面逆溫
鋒面是冷暖氣團之間狹窄的過渡帶,暖氣團位于鋒面之上,冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上,便形成逆溫。
但冷鋒或暖鋒過境時,空氣水平運動顯著,風力較大,有利于污染物擴散,可以驅散霧-霾。但準靜止鋒出現時,冷暖氣團勢力相當,鋒面很少移動,形成鋒面逆溫,易導致霧-霾的出現。
(6)地形逆溫
多發生在山谷或盆地。夜晚山坡上降溫快,冷空氣沿斜坡流入低谷和盆地,使原來的較暖的空氣受擠抬升,出現的溫度倒置現象。
2014年10月,濟南頻頻出現的霧-霾天就是地形逆溫導致的。濟南地形中間低四周高,容易出現“逆溫”現象。同時,城區南部背靠山脈,冬季時自北吹來的風被山體擋回來,加劇了熱島效應,也不利于污染空氣擴散。這些因素成為霧-霾幫兇。
Figure 1 2013鄭州霧霾統計表
從上表中鄭州的統計數據中可以看出,霾的產生與高空逆溫層有直接關系。形成霾的大多數情況下都存在逆溫層,然而霾和逆溫層不存在必然關系。有逆溫層存在不一定會有霧-霾形成,霧-霾還會和人為造成的污染物質排放有關[4]。
(二)人為因素
1、大氣氣溶膠濃度高有利于形成霧霾
我國大氣氣溶膠濃度在世界范圍來說處于較高水平,有利于催生霧霾天氣的形成。大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中的固態和液態顆粒物的總稱,主要包括沙塵、碳(有機碳和黑碳)、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和海鹽等六大類[5]。我國各地大氣氣溶膠有不同的時空分布特點。冬季北方地區燃煤采暖、春秋季農村地區秸稈焚燒都會造成碳氣溶膠的濃度明顯增加;春季,西部地區受沙塵天氣影響,以沙塵氣溶膠為主。我國華北地區工業相對比較發達,排放的二氧化硫較多,由于氣溫高可加速二氧化硫轉化為硫酸鹽,所以夏季華北地區硫酸鹽氣溶膠濃度較其他季節和地區都高。因城市汽車使用量大大高于農村,所以城市中硝酸鹽和硫酸鹽氣溶膠濃度大大高于農村[5]。
2、霧霾天氣使近地層大氣更加穩定,加劇霧霾發展
大氣中污染物和霧霾相互影響和作用,其主要媒介是氣溶膠。霧霾中污染物的加入顯著改變了氣溶膠濃度,可促進水汽凝結,形成更多的云霧滴,水汽凝結時釋放的潛熱又有利于霧區的抬升和擴展;另一方面,云霧滴和氣溶膠的增加將更多的太陽輻射反射、散射回大氣中,使到達地面的輻射減少,地面氣溫下降,大氣層結穩定度增加,造成每日正常排放和轉化的氣溶膠粒子更易在近地層大氣中集聚,能見度進一步降低。由此可見,氣溶膠的增多通過影響近地面層動力和熱力場,對霧霾的發展起正反饋作用[2]。
3、二次氣溶膠對霧霾的貢獻
氣溶膠按照形成過程可分為一次氣溶膠和二次氣溶膠。人類活動產生的污染源排入大氣中,其中二氧化硫、碳氫化合物、氮氧化合物等一次氣溶膠通過化學反應和氣粒轉化過程,形成硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等新的比較穩定的顆粒,即二次氣溶膠。研究表明,二次氣溶膠對PM2.5和有機氣溶膠濃度的平均貢獻分別為30-77%和44-71%;發現二次有機氣溶膠SOA(主要指大氣中各種化學反應形成的有機物)平均占27%的PM2.5質量濃度,二次無機氣溶膠SIA(主要由硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽等無機成分組成)平均占31%的PM2.5質量濃度,二者具有相近的貢獻度。
四、霧-霾的危害
霧-霆作為一種自然災害,對自然界和人類社會都能夠帶來巨大的危害,經過相關的檢測檢定表明二霧霆中含有多類有害成分,其毒素成分有二十類之多,例如二酸、堿、鹽、酚等等,甚至含有一些病毒、桿菌、球菌等物質而且這些有毒物質的含量勇在幾十倍以上具體來看,霧-霆天氣能夠對人類、對社會造成以下幾大危害:
(一)對人類健康的危害
1、對呼吸系統的影響。出現霧霾天氣時,空氣中往往會帶有細菌和病毒,在人呼吸時就隨著空氣進入呼吸道和肺部,會造成呼吸系統和心血管系統的傷害,出現呼吸道刺激、咳嗽、呼吸困難,加重哮喘發作,出現心律失常誘發心臟病等。
2、對心血管系統的影響。霧-霾天氣空氣中有大量污染物,氣壓低,對心血管病人影響較大,常常使其急性發作。如霧較大,空氣水汽含量高,戶外運動時人體不容易排汗,從而出現血壓升高、胸悶等癥狀。
3、霧-霾天氣降低近地面層紫外線,增強空氣中傳染性病菌的活性,加大傳染病的傳播。
4、霧天日照減少。兒童紫外線照射不足,體內VD合成量少,影響鈣的吸收,嚴重的甚至導致兒童生長減慢、嬰兒出現佝僂病等。
5、影響心理健康。持續大霧天對人的身體、心理產生影響,一般大霧天人會感覺沉悶、壓抑,會刺激或者加劇心理抑郁。此外,由于霧天光線較弱,氣壓低,人會出現精神懶散、情緒低落等。
(二)對交通安全的危害
出現霧-霾天氣時,由于空氣質量差,能見度低,容易出現交通阻塞,發生交通事故。即便是飛機,也不能在霧-霾天氣下冒然起降。
(三)對電力系統的危害
霧-霾還是輸電網路的“神秘破壞者”。霧霾天氣時,空氣中含有多種化學腐蝕劑,容易導致輸電設備絕緣性能下降,出現斷電霧、跳閘現象。
(四)對農業生產的危害
由于長時間的霧霾天氣,日光照射時間不足,農作物對碳水化合物的儲備減少,導致農作物延遲開花,生長不良,影響農產品的質量和產量。而且空氣中帶有細菌、病菌,極易引起農作物(生病)。
參考文獻
[1]廖曉農,張小玲,王迎春等.北京地區冬夏季持續性霧.霾發生的環境氣象條件對比分析[J].《中國環境科學》, 2014(6):2031-2044.[2]孫瑾,繆宇鵬,張建忠.霧霾天氣成因分析及應對思考[J].《中國應急管理》, 2014(1).[3]谷祥文,周立清.氣候變化背景下的霧霾變化趨勢[J].《南方農業》, 2014(8):193-194.[4]馮靜.高空逆溫層與鄭州地區霧霆天氣[J].《河南科技》, 2014(3):180-181.[5]張小曳.中國大氣氣溶膠及其氣候效應的研究[J].地球科學進展, 2007,22(1):12-16.[6]Ru-Jin Huang,YanlinZhang,CarloBozzetti.High secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in China [J].Nature, 2014.