气象专家:高相对湿度下PM2.5含水分 观测数值或虚高

2014-3-18 15:08 来源: 人民网-科技频道
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2014年3月16日,中国气象科学研究院副院长张小曳在“科学家与媒体面对面”活动中分享雾霾观点

        中国气象科学研究院副院长张小曳在“科学家与媒体面对面”活动中,谈到当下的雾-霾观测与预报时说,由于观测时气象条件、所用仪器与是否控制相对湿度的不同,导致观测结果有可能会比实际情况“虚高”。

  雾和霾不能一概而论:干湿有别

  张小曳强调要区分雾和霾在污染中的不同作用。他解释,当空气中的干气溶胶(干性小颗粒)达到一定浓度且使能见度低于10公里才称之为“霾”;而随着空气中湿度增大,水分会附着在PM2.5小颗粒上使颗粒长大,并在一定的气象条件下成为云雾的凝结核形成云雾,空中的液态小水滴导致的能见度低于1公里则称之为“雾”(如果能见度在1-10公里则被定义为轻雾)。

  他认为,在雾-霾重污染天,雾和霾在一定的气象条件下同时存在的,都是影响能见度的因素,两者经常转化,在雾和霾同时存在的时候既有干气溶胶(如霾)的影响,也有液化小水滴(如雾)的影响。“举个例子,很多人问为什么不能用人工降雨来驱除雾-霾,正常情况下是湿度够了往空气中注入凝结核形成云雾并最终降雨,而雾-霾天我们最不缺的就是凝结核,空气中大量的污染PM2.5粒子已经活化为云雾的凝结核了。”

  早晚湿度不同 监测结果也不同

  “当相对湿度大于60%以上时,细气溶胶例如PM2.5颗粒会吸湿增大,所以没有控制相对湿度的观测仪器所测数值就会虚高。因为重量不完全是PM2.5的,还包括吸附在上面的那层水” 张小曳说。同时,由于雾-霾天的空气相对湿度不断变化,在观测过程中干气溶胶就会随着相对湿度的变化而变化。他举例,“早晨空气湿度大,中午湿度小,不同时间段气溶胶所含水分不同,那么没有控制相对湿度的仪器在不同的观测时间会受到PM2.5吸湿增长的影响。”

  中美设备方法不同 影响监测结果

  除了湿度变化,设备的不同也是造成观测值不同的原因之一。张小曳认为,不同观测网因为仪器和原理不同发布的实时PM2.5值“相互之间有差异是正常的”。目前通过EPA认证的PM2.5监测仪器所采用的原理包括重量法、振荡天平法和β射线法等,理论上来说只有去掉水分的干气溶胶才可以比较正确地反映当时PM2.5的值,这需要观测仪器有控制相对湿度的设计,并将其控制在40-50%以下来进行观测。

  张小曳表示,采用“振荡天平法”测量PM2.5,通过振荡天平加热控制了部分相对湿度,“这也可能是去年北京市环保局的监测数据比美国大使馆低的原因之一”。