科学解析“雾霾”的本质是什么

腾讯科学近期，华北、黄淮等地持续雾和霾天气，导致北京、河北等地空气污染严重。据悉，今天(11日)白天，华北中南部、黄淮中北部、陕西关中等地的气象条件仍不利于大气污染物的清除，部分地区有轻度至中度霾，局地重度霾。夜间开始，随着冷空气东移南下，上述地区雾和霾将明显减弱或消散。

一、什么是“雾”?什么是“霾”?
雾：在水气充足、微风及大气层稳定的情况下，如果接近地面的空气冷却至某程度时，空气中的水气便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使地面水平的能见度低于1千米时，这种天气现象称为雾。它和云都是由于温度下降而造成的，雾实际上也可以说是靠近地面的云。

“霾，也称灰霾(烟霞)，是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒。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，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10千米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾(Dust-haze)，香港天文台称烟霞(Haze)。”

二、产生雾霾的条件是什么?
雾是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶，形成条件要具备较高的水汽饱和因素。出现雾时空气相对湿度常达100%或接近100%。雾有随着空气湿度的日变化而出现早晚较常见或加浓，白天相对减轻甚至消失的现象。出现雾时有效水平能见度小于1KM。当有效水平能见度1~10KM时称为轻雾。

灰霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果，其成因有三：①在水平方向静风现象增多。城市里大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边积累;②垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。③空气中悬浮颗粒物的增加。随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆猛增，污染物排放和悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低。

雾霾为何难以准确预报?
雾霾预报除了需要天气要素数据外，大气成分数据也很重要，污染源数据不容易获得。空气污染气象条件预报对近地层气象数据的要求精度较高，而近地层受到地面粗糙度、植被及城市热岛效应等因素左右，数值预报产品相对偏差较大。

霾和雾一样，主要发生在大气的浅层，下垫面条件非常复杂，影响因素众多，预报难度非常大。

精确预报霾天气，既需要对霾产生的物理化学机制有准确的理解，更需要获取地面污染源的基础数据，这些数据很难精确获得。