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雾的形成原因 关于雾霾产生的原因和测试方法的报告1雾霾产生的机理
1.1雾霾的定义
雾( Fog) 是近地面层空气中水汽凝结( 或凝华) 的产物，是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。雾的气象学定义为: 大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能见度小于1. 0km。霾( Haze)是指空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10km时，将这种非水成分物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾( Dust －haze)，香港天文台称烟霞。
雾霾天气是一种新的天气现象，是雾和霾的混合物，早上或夜间相对湿度较大时，形成的是雾; 白天气温上升湿度下降时，逐渐转化成霾。雾与霾均导致能见度恶化，其区别在于霾发生时相对湿度不大，而雾发生时相对湿度接近饱和或饱和。霾发生是相对湿度小于60%，且能见度小于10km时的大气浑浊导致视野模糊造成的。
雾发生是相对湿度大90%，能见度小于1.0km时大气浑浊导致视野模糊造成的。因此，霾和轻雾的混合物共同造成大气浑浊、视野模糊和能见度恶化，大多是在相对湿度为60%～90%时的条件下发生的，但其主要成分是霾。霾与晴空区之间没有明显的边界，这点与雾存在差异，霾粒子的直径比较小且分布较为均匀，其粒子是肉眼看不到的空中飘浮颗粒物，直径为0.001～10.000 μm，平均为1～2 μm。
1.2雾霾产生的条件及原因
一般我们所见到的低能见度雾霾情况都是雾和霾的混合物。其中雾产生的条件是: 一、低空湿度大，空气接近饱和；二、大气层结很稳定( 大气稳定度为F) ，风速小，风力只有一二级，空气不产生对流，低空水汽漂浮在这一地区，不向周围扩散； 三、存在冷却条件。每年秋冬季节，在中国的华北平原、长江中下游平原和四川盆地等地区风力较小；四、大气层结稳定，通常都有逆温层出现，部分地区受降水和地面水汽蒸发的影响，使得近地面空气的相对湿度增大。
在上述地区，夜间天空晴朗少云，辐射降温幅度比较明显，湿空气饱和凝结，形成大雾。在外因作用下，可加速雾的形成，如尘埃烟雾污染细微颗粒物容易使雾变得更浓。
霾产生的条件是: 一、控制当地的气团性质稳定； 二、空气中存在大量灰尘、硫酸盐、有机碳氢化合物等细小霾粒子，使大气混浊 。
当空气中存在大量霾粒子，使大气混浊，造成视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10km时，就会出现霾或雾霾天气 。霾的出现表明大气已受到污染。
在实际中，雾霾的产生往往与大气逆温现象相伴发生，由于逆温层的出现会加重环境空气污染，从而在一定程度上导致产生雾霾天气 。这是因为逆温层是非常稳定的气层，阻碍气流向上和向下扩散，在空中形成一个扇形污染带，一旦逆温层消退，会产生短时间的熏烟污染，从而加重地面空气污染程度。从雾霾产生的条件来看，其中雾产生的三个条件均受天气或气候影响，目前人为难以控制； 而霾产生的两个条件，其中当地气团性质稳定受天气或气候影响，人为难以控制，但空气中存在的大量灰尘、硫酸盐、有机碳氢化合物等细小霾粒子主要来自于人为大气污染物排放，重点与车辆尾气、燃煤、烟气、扬尘等污染物有关。
另外，也与部分地区农村大田植物秸杆焚烧有关。
由于在稳定的天气形势下，空气中污染物在水平和垂直方向上都不容易向外扩散，使得污染物在大气的近地表层积聚，从而导致污染状况越来越严重，这是导致中国中东部地区出现大范围雾霾的重要原因。
中国雾霾产生的深层次的原因是近几年中国煤炭消费和汽车井喷式发展的直接结果。根据《BP世界能源统计》2011报告，2005年和2010年全国煤炭消费量分别是2.35x l .09t和3. 24xl 09t ， 即每年新增l. 8x l 08 t。2010年中国煤炭消费量已占到全球消费总量的48.3% ，即世界一半的煤炭是在中国烧掉的，当然，全球一半的燃煤粉尘也留在了中国，特别是经济发达的中东部地区。
而汽车，2005年和2011全国汽车生产量分别是570万辆和1827万辆，即每年增加200万辆；民用汽车拥有量分别是3160万辆和9356万辆，即每年增加1032万辆，主要集中在城市。
燃煤是温室气体排放首犯，导致工业雾霆的元凶，如果近视采煤对当地生态环境之破坏更是触目惊心。煤是用水换来的，中国的14大煤炭基地和“十二五” 的13煤电基地，除云南、贵州外，全部集中在极端缺水的西北以及北方冀鲁豫地区“十二五”期末的2015年，煤电基地需用水9. 975 x 1 09 m3，即3倍于宁夏自治区全区1年的引黄灌溉水量“竭泽而煤”的同时，也带来了灌溉农田减少、草场退化沙化、尘暴剧 、河断流等生态灾难 。
2雾霾等级检测标准
我国气象局2010年发布的《霾的观测与预报等级》中规定霾的等级主要分为轻微、轻度、中度和重度四级，检测依据是根据能见度的值大小来进行判断的，将能见度值大于等于5Km小于10Km的霾天确定为轻微霾天，能见度大于3Km小于5Km的霾天确定为轻度霾天，能见度大于2Km小于3Km的霾天为中度霾天，能见度小于2Km的霾天为重度霾天。
雾霾的检测较常用的检测方法是气溶胶标高和乘幂公式法。
大气气溶胶标高的物理含义是假设气溶胶浓度随高度分布保持不变时的气溶胶层的等效厚度随着高度增加,气溶胶浓度一般按指数关系下降,反映气溶胶浓度随高度变化的关键参数就是标高。因此对标高的计算分析,能够对气溶胶浓度含量随时间及地域空间变化的情况有较为清楚的了解。
南京师范大学张倩倩利用MODIS气溶胶产品,分别采用了气溶胶标高和乘幂公式两种方式分季节建立了能见度的估算模型。两种方法各有优缺点,整体来看,乘幂公式的估算结果较为准确。
总体来看,该方法对能见度值的中间部分估算效果较为准确,对于大值部分和小值部分则会产生一定的偏差。相对于乘幂公式方法来讲,气溶胶标高法估算的结果对大值和小值部分结果较好,但是当一些气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Thickness, AOT)较小时,会使估算的能见度值出现负值。
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