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继续:北京的PM2.5,灰霾或雾霾

已有 4257 次阅读 2011-11-9 11:04 |系统分类:科研笔记|关键词:学者| 北京, 灰霾或雾霾

我的计算机有问题,中文输入一阵可以,不知为什么,突然转成不能输中文了,只好暂停。
 
继续昨天想的问题:
 
4、“灰霾”究竟是什么,为什么会“灰”呢?比较容易想到的是,空气中的细粒子,PM2.5,就是灰色的。那么可以想到,如果燃烧不充分,夹杂元素碳,就会是灰色了。我想,这是一些研究,分析细粒子中有机碳和无机碳,得到的重要应用之一。但是,多数文章还强调细粒子的吸湿性,这就不是碳黑的问题了。这才是霾涉及气象条件的主因。
 
不知道“十万个为什么”中,是否有这样一个问题:“天空为什么是蓝色的?”。其实其中科学背景和灰霾有关:空气是由大量气体组成(主要是氧和氮),也存在许多细微粒子。气体则由分子组成。太阳光照射下,达到这些分子和细微的粒子时,部分可见光会发生散射。这种散射的结果,使我们感觉到它们的存在,即蓝色。有一位科学家揭示了这个事实:“瑞利散射即Rayleigh scattering”,即当分子级大小粒子发生光散射时,强度与其波长的4次方成反比。可见光内,于是蓝色光被散射得多,使天空呈蓝色。然而,当着颗粒物尺寸增加时,Rayleigh scattering就不能适用了。一般说,粒子的散射对于各种波长可见光的散射强度都差不多了,又称为“米散射,即Mie Scattering”。结果是散射得越厉害,发生散射的区域看来越灰暗,因此“灰色”。我感觉灰霾主要是后一种现象。
 
有一篇学术论文,做了灰霾期间,细粒子发生发展的微细过程观测。发现单个细粒子(PM2.5),在灰霾发生过程中长大了,因为它们吸湿,水汽凝结,细粒子形成“卫星滴”,即有核心的液滴。很可能这就是灰霾的形成机制!
 
所以,灰霾很可能主要不是因为细粒子本身含碳而呈灰色,主要是细粒子的吸湿性组成,在适当气象条件下:湿度、降温和扩散条件差(大气稳定,滞止)时,吸湿长大。原本看不见,长大后形成灰霾。如果因为气象条件而继续吸湿长大,则可能进化为雾。反之,雾也可以转化为霾的。
 
下一个问题,细粒子中,吸湿性组分主要是什么?
 
要去广州开空气污染会议了,听听专家意见,再来想下去。
 


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1 王洪涛

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