雾霾探寻
——穿越灰色的奇旅
受区域型污染影响，从10月30日到11月2日，北京出现了一次持续中度污染过程并且已启动空气重污染橙色预警，这是北京今年秋冬季节的首个重污染预警，也是《北京市空气重污染应急预案》修订发布后，首次启动重污染预警。
图源中央气象台网
10月30日凌晨至中午，受北部高压短时南压扰动作用，地面东北风，扩散形势有所改善，北京PM2.5浓度由中重度污染下降至2-3级良-轻度污染。傍晚，北京重新转受低压前部作用，偏北风转偏东风，存在污染回流影响，PM2.5浓度再次上升。
10月31日至11月2日，地面受持续低压系统作用，中层温度持续上升，夜间至早上有较强逆温，相对湿度接近饱和，持续偏南风，扩散条件不利，空气质量均达到4级中度污染级别。
图源CAU气象爱好者协会QQ群
每到秋冬季节，“雾霾”频繁登上网络热搜，是京津冀地区居民不得不面对的环境问题。
下面我们来聊聊雾霾的干货。
雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是雾和霾的统称。当天空中出现这两种现象时，都会导致能见度下降。但是雾和霾的区别很大。雾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。秋冬季节因为空气温度低，饱和水汽压小，水汽更容易达到饱和而凝结（或凝华）成为水滴（冰晶），因而多大雾天气。当空气的相对湿度未达到饱和时，空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊，此时称为霾（或灰霾）。灰霾中的细颗粒物（PM2.5）与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，是雾霾天气污染的主要原因。PM2.5又称为可入肺颗粒，能够直接进入人体肺泡甚至血液系统中，直接导致心血管病等疾病。PM2.5的比表面积较大，通常富集各种重金属元素和有机污染物，这些多为致癌物质和基因毒性诱变物质，危害极大。
雾霾天气的形成
雾霾产生的主要原因是人类排放的废气，不过雾霾的出现与特定的地形和天气条件密不可分。京津冀及周边地区处于太行山东侧和燕山南侧的半封闭地形中，西侧是南北走向的太行山脉，北侧是东西走向的燕山山脉，东临渤海湾，南接华北平原。西部、北部地势较高，南部、东部地势较为平坦，整体呈现西北高、东南低的地形特点。
这种特殊的地形导致了京津冀西面、北面的弱冷空气不易进入平原地区，且冷空气受山脉阻挡后强度减弱，而来自北京南面的外来污染物却能长驱直入并不断盘踞积累，形成空气污染。
图源中国气象报
以上的地形原因导致雾和霾最严重的地区位于北京南部，北部地区略轻。北京南部地区受到太行山前地形辐合线影响，与河北中南部山前地区形成重污染带。
图源知乎用户等风
气象条件方面，北京地区处于“高压脊后”，大气维持静稳条件，中层回暖明显，夜间地面辐射降温明显，形成“贴地逆温”。
图源中央气象台网
逆温层经常出现在较低的气层中。由于逆温层的出现，低层气温下冷上热，使得气层变得“上轻下重”，非常稳定，是绝对稳定层结，它对上下空气的对流起到了削弱、抑制的作用。特别是低空的逆温层，就像一个“盖子”，使得悬浮在大气中的烟尘、杂质、有害气体等难以穿过它向上扩散，使得空气质量下降，能见度恶化，所以逆温层又被称为“阻塞层”，它也就成了空气污染的帮凶。逆温层一旦形成，则非常不利于污染物垂直扩散。并进一步加剧了此次雾霾的污染程度。
逆温下的污染物扩散情况
此次雾霾持续时间较长，随着11月2日晚—3日冷空气东移南下，雾和霾将随之消散。不过这次冷空气可能会裹挟蒙古高原的沙尘南下，届时会有一定概率上演沙尘驱逐雾霾的戏码。
图源微博用户 weatherman_信欣
霾预警等级
霾预警信号有三个等级，Ⅲ 级（较重）、Ⅱ 级（严重）、Ⅰ级（特别严重），分别用黄色、橙色、红色中英文图标标识。
一.黄色预警
标准
预计未来24小时内可能出现下列条件之一或实况已达到下列条件之一并可能持续：
（1）能见度小于3000米且相对湿度小于80%的霾。
（2）能见度小于3000米且相对湿度大于等于80%，PM2.5浓度大于115微克/立方米且小于等于150微克/立方米。
（3）能见度小于5000米，PM2.5浓度大于150微克/立方米且小于等于250微克/立方米。
防御指南
1. 地方各级人民政府、有关部门和单位按照职责做好防霾准备工作；
2. 排污单位采取措施，控制污染工序生产，减少污染物排放；
3. 幼儿园与学校停止户外体育课；
4. 减少户外活动和室外作业时间，避免晨练；缩短开窗通风时间，尤其避免早、晚开窗通风；老人、儿童及患有呼吸系统疾病的易感人群应留在室内，停止户外运动；
5. 外出时最好戴口罩，尽量乘坐公共交通工具出行，减少小汽车上路行驶；
6.外出归来，应清洗唇、鼻、面部及裸露的肌肤。
二.橙色预警
标准
预计未来24小时内可能出现下列条件之一或实况已达到下列条件之一并可能持续：
（1）能见度小于2000米且相对湿度小于80%的霾。
（2）能见度小于2000米且相对湿度大于等于80%，PM2.5浓度大于150微克/立方米且小于等于250微克/立方米。
（3）能见度小于5000米，PM2.5浓度大于250微克/立方米且小于等于500微克/立方米。
防御指南
1. 地方各级人民政府、有关部门和单位按照职责做好防霾工作；
2. 排污单位采取措施，控制污染工序生产，减少污染物排放；
3. 停止室外体育赛事；幼儿园和中小学停止户外活动；
4. 避免户外活动，关闭室内门窗，等到预警解除后再开窗换气；儿童、老年人和易感人群应留在室内；
5. 尽量减少空调等能源消耗，驾驶人员停车时及时熄火，减少车辆原地怠速运行；
6. 外出时戴上口罩，尽量乘坐公共交通工具出行，减少小汽车上路行驶；外出归来，及时清洗唇、鼻、面部及裸露的肌肤。
三.红色预警
标准
预计未来24小时内可能出现下列条件之一或实况已达到下列条件之一并可能持续：
（1）能见度小于1000米且相对湿度小于80%的霾。
（2）能见度小于1000米且相对湿度大于等于80%，PM2.5浓度大于250微克/立方米且小于等于500微克/立方米。
（3）能见度小于5000米，PM2.5浓度大于500微克/立方米。
防御指南
1. 地方各级人民政府、有关部门和单位按照职责做好防霾应急工作；
2. 排污单位采取措施，控制污染工序生产，减少污染物排放；
3. 停止室外体育赛事；幼儿园和中小学停止户外活动；
4. 停止户外活动，关闭室内门窗，等到预警解除后再开窗换气；儿童、老年人和易感人群留在室内；
5. 尽量减少空调等能源消耗，驾驶人员减少机动车日间加油，停车时及时熄火，减少车辆原地怠速运行；
6. 外出时戴上口罩，尽量乘坐公共交通工具出行，减少小汽车上路行驶；外出归来，立即清洗唇、鼻、面部及裸露的肌肤。
北京雾霾的治理
尽管雾霾始终是北京挥之不去的烦恼，但是随着政府对于生态环境治理力度的加大，北京空气污染物的浓度正在显著下降。
2013年以来北京地区各项污染物浓度变化趋势
2013-2022年PM2.5年均浓度空间分布变化
图源北京市人民政府网站
2013年以来，北京市深入贯彻习近平生态文明思想和习近平总书记对北京系列重要讲话精神，持续以超常规措施和力度治理大气污染，深入实施“一微克”行动，综合施策、科学施治，攻坚克难、久久为功。新时代十年，北京市对生态环境保护重视程度之高前所未有、生态环境质量改善速度之快前所未有、污染防治攻坚力度之大前所未有，从“蓝天难见、繁星无影”到“蓝天白云、繁星闪烁”，北京的蓝天成为老百姓最有获得感的一件实事。习近平生态文明思想在京华大地落地生根、开花结果，形成了最生动实践。
