Monday, January 2, 2017

Smog, the science

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霧霾的科學

不止一次,聽到傳媒人說霧霾的出現是由於低氣壓。這說法是對或錯?

本文說的是霧霾的科學,特別是相關的氣象。

相信大家從廣播中都聽過「低氣壓」、「低壓槽」。這些術語,往往一般是與壞天氣有關,如下雨、雷暴等。原因是,簡單來說,空氣密度相較於鄰近地區為低 (可以說較輕),故不穩定,會上升。上升的空氣,遇冷會凝結成小水點,小水點在大氣中翻騰而成水滴,而水滴因其重量而下降為雨。更進一步,如果空氣上升得很高,達到冰點,便會出現冰晶。遇上上空大氣不穩定,冰晶會分裂而產生正負電。此情況下會出現放電,附近空氣迅速膨脹,從而產生雷響。

這些壞天氣常見於夏天,冬天罕見。

霧霾多出現於冷天,故此說是因為低氣壓是不確的。

應該是高氣壓。延續的霧霾現象,多是出現於冷鋒過後。這時如果查看天氣圖,見到的會是高氣壓。

高氣壓情況與低氣壓剛剛相反:空氣穩定,向下沉,而不是上升(可以說較重)。空氣中的污染物既然不能上升,只能留在地面,造成高污染,誘發種種健康問題。
上暖下凍,污染物未能向上空排走,地面受困於霧霾

更嚴重的情形,是逆溫層的出現。逆溫層中,大氣溫度隨高度增加(而不是正常的下跌),即上暖下涼。這時地面空氣密度較上空密度為高,更難讓污染物上升排走。

大家在工廠區看到的許多煙囪 (一般都不設過慮,或排污能力弱),目的是讓污染物從高一點位置排走 (高一點位置的風力一般比較地面風力大,稍助稀釋)。但如廣泛地區遇上上述的穩定天氣,風力一般不大,效果只是污染從一處移到另一處,對地區整體而言於事無補。

那麼刮大風會否驅走霧霾?大風對污染物確實產生稀釋作用,但因為總污染量不變,會造成長距離下游污染。當年北歐深受酸雨之苦,禍首源頭就是指向老遠英國來的污染。

霧霾消失的另一個因素是氣象條件變化,例如逆溫層會因冷鋒遠離或減弱而不復存在。然而,冷鋒動輒延綿數千百公里,人工改變談何容易!待下一次冷鋒來臨,霧霾又會重現,周而復始。

所以,不能說霧霾是氣象災難。治理霧霾始終是要從源頭做起,目的就是盡力減少污染物的產生。都市的污染源頭主要就是工業、家居、發電和交通,這些大都用上化石能源(如炭、油渣、汽油等)。當年英美大城市受過霧霾之害,痛定思痛後,都是下決心從改善污染源做起,例如強制使用含硫量低的燃料、減少氮化物排放、改用潔淨能源、加強再生能源的應用等。沒有其他辦法。

有別於颱風暴雨,霧霾不是天災,而是人禍。


3-1-2017

〔作者保留版權〕

2 comments:

  1. 唉,我的腦袋没有什么科学的细胞, 你的解释很清楚,现在才明白。 我一向的体验是, 无论气温高低, 只要很大风, 我便不会气管过敏, 在冬天6,7月的日子, 连续几天无风, 过敏便会发作。 幸好南亟来的冷锋很频繁, 没有多大的问题的, 反正墨尔本的空气也不错。Patricia Leung

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