国家标准计划《霾的观测识别》由 TC507(全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国气象局。
主要起草单位 北京市气象局 。
| 07 数学、自然科学 |
| 07.060 地质学、气象学、水文学 |
改革开放以来,伴随我国经济规模的迅速扩大和城市化进程的加快,由气溶胶造成的能见度恶化事件越来越多,尤其在城市群区域和大城市有增加的趋势。
以前相对少见的“霾”现象成为气象观测中一种常见的天气现象。
在各类词典中,霾是一种非水成物造成视程障碍的自然现象,我国近年来霾现象的多发主要是由于人类活动的影响,表象上与大气环境变差趋势一致,被赋予环境指示意义,引起广泛关注。
国内最早的气象观测站开展“霾”等天气现象的业务观测和记录已有百年历史,但受观测业务规定变迁影响,已有的霾观测数据因缺乏统一的观测标准及目的性而难以有效综合利用。
近年来国内外广泛开展了对气溶胶粒子的研究,在诸多方面有了新的认识和进展。
观测方式随自动化技术的提高也逐渐实现全面自动化观测。
为规范新形势下霾现象的观测,将取得的新认识在其中予以体现,并充分有效利用历史数据,编写《霾的观测识别》国家标准已经成为十分必要且紧迫的任务。
霾与雾(轻雾)的区分历来有争议,目前一般将霾作为重要的空气质量指标,认为雾(轻雾)的记录,有明确的天气指示意义,与特定的天气系统相联系。这与目前的大气环境变化趋势基本一致,为广大公众接受、认同。从宏观层面看,云雾是低温下饱和气块的可见标志,在云雾中必然存在凝结或凝华过程,因而必然伴随着潜热释放,这就使云雾内的温度高于环境,在云雾内必然盛行微弱的上升气流,不可能是下沉气流,这些宏观过程在霾层内是不存在的,因而成为识别雾与霾的重要的宏观动力条件。此外,霾层的厚度与雾相比较厚,可达1-3公里左右,一般霾的日变化不明显。霾与雾(云)不一样,与晴空区之间没有明显的边界,霾粒子的分布比较均匀,因而在霾中能见度非常均匀。从气象观测结果看,观测站点位置的变化,其结果也表现出较明显的差异,反映出人类活动造成的气溶胶污染主要使都市霾现象出现频数增加,而对雾现象的影响较少。与公众对霾和雾现象的指示意义理解基本一致。从微观层面看,霾和雾是两种截然不同的天气现象,气溶胶活化状态也有明显差别,所以霾的定义往往和雾(轻雾)同时讨论。根据开尔文效应和寇拉曲线,只有相对湿度超过100%,吸湿粒子才能活化成雾滴,在实际情况中,由于粒子的物理形态,混合状态不同,活化点可能会有所降低,但也需要非常接近100%。即只要粒子没有活化,即便处于一定的吸湿增长状态下,也应称作霾。过去错误认为凝结核可以在低相对湿度情况下产生凝结生成雾滴的观点,是忽视了粒子曲率作用的结果,将实验室大颗粒(常常达mm量级)的吸湿性特征,延用至次微米粒子造成的。因此,在排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、吹雪、雪暴等视程障碍后,一般相对湿度小于95%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的,相对湿度大于95%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的。目前国内外的气象实际观测中,判识雾、霾主要基于能见度和相对湿度,只在相关阈值上不同。关于霾现象日的统计,在学术研究中也提出了多种统计方法,不同方法间的结果差异较大,易造成相互矛盾和混乱,在本标准中对霾现象日的统计方法予以确定。基于前述认识和国内外气象观测规定的历史与现状,对霾现象的定义为:霾是大量极细微的细粒子均匀地浮游在空中,使水平能见度小于5.0km的空气普遍混浊现象。霾使远处光亮物体带黄、红色,使黑暗物体微带蓝色。其识别标准为:在排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、吹雪、雪暴等视程障碍后,能见度(Vis)<5.0km,相对湿度RH<95%为霾。在统计霾日时,与观测方式相联系,气象日界内,能见度为人工方式观测时,以地面气象定时观测统计,若一天1/4(含)以上时次达到标准,记为霾日。能见度为自动方式观测时,能见度正点十分钟滑动平均值连续(或累计)6小时达到记录霾现象的标准,记为霾日。《霾的观测识别》标准的主要内容为引言、适用范围、规定性引用文件、术语和定义、霾观测的识别条件、霾观测等级、霾日统计。