由細(xì)顆粒物污染造成的灰蒙蒙的天空，經(jīng)常被稱作“霧霾”天，然而作為天氣現(xiàn)象的“霧”與“霾”古已有之，在氣象領(lǐng)域也有專門的定義，用“霧霾”來指代由細(xì)顆粒物造成的污染天，還需要慎重考慮。
在《論語》中，孔子認(rèn)為做事情必先正名，名不正則言不順，言不順則事不成。同理，在對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)中，弄清楚科學(xué)概念的本質(zhì)，是科學(xué)研究的基礎(chǔ)。那么，“霾”可以用來指顆粒物污染天嗎?
答案是否定的。
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在氣象、環(huán)境和日常生活里，詞語“霾”(haze)被廣泛使用，然而霾并不能用來指代污染，二者識(shí)別出來的天數(shù)差別迥異。
之所以霾日不能指代污染日，主要是在識(shí)別霾日前，需要首先剔除掉特殊天氣日，如果在下雨、沙塵、下雪、濃霧等特殊天氣里發(fā)生嚴(yán)重污染，并不能算作霾日，只能算作是特殊天氣日。
用來判斷霾日的能見度受多種因子影響，并不能完全表示顆粒物濃度變化引起的消光。
1. 霾，古今不同
“霾”字出現(xiàn)的非常早，在甲骨文中早已多次出現(xiàn)過，例如《甲骨文合集》(編號(hào)13467)記錄“茲雨不惟霾”，其含義為“這場(chǎng)雨不會(huì)帶來陰霾的天氣吧?”《甲骨文合集》(編號(hào)13469)記載“惟霾，……有作”，含義為“天色陰霾，……將有什么事情發(fā)生呢?”
最早對(duì)“霾”字進(jìn)行解釋的是《爾雅·釋天》：“風(fēng)而雨土為霾”，詩經(jīng)中也有其他詩句如“終風(fēng)且霾，惠然肯來”(《詩經(jīng)·邶(bèi)風(fēng)·終風(fēng)》)。因此，古代的霾是自然現(xiàn)象，指沙塵天氣，主要對(duì)應(yīng)浮塵、揚(yáng)沙現(xiàn)象。偶爾有森林或者草原燃燒，霾也被用來指比較陰晦的天氣。
時(shí)至今日，我們?nèi)粘Ｉ钪刑岬降?ldquo;霾”主要是人類活動(dòng)造成的，尤其是燃料燃燒、工業(yè)排放、交通排放過程中產(chǎn)生了大量氣溶膠顆粒物(被稱作一次排放)，以及大量的二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)等氣態(tài)污染物，排放進(jìn)大氣的氣態(tài)物質(zhì)在有利條件下冷凝為分子簇，繼而通過冷凝、碰并形成顆粒物(被稱作新粒子生成)。有研究認(rèn)為，新粒子生成對(duì)于全球顆粒物濃度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)高于一次排放。
這些大氣中的顆粒物成分復(fù)雜，幾乎包括了元素周期表的所有元素。當(dāng)重污染襲來時(shí)，說空氣“有毒害”絕對(duì)不是危言聳聽。這些顆粒物里包含了復(fù)雜的酸、堿、鹽成分，還有烴、醛/酮、醇、酸、脂等有機(jī)物，吸附的成分還包括流感病毒、結(jié)核桿菌、肺炎球菌、螨蟲、花粉等，也包括汞、鉛、鎘等重金屬元素。細(xì)小的顆粒物可直接通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入支氣管和肺部，而極細(xì)的顆粒物甚至可以穿透人體血腦屏障，對(duì)人體健康造成的影響還在深入評(píng)估中。
所以，盡管“霾”這個(gè)名稱已經(jīng)流傳了幾千年，但是今天我們所說的“霾”不僅與數(shù)百年前味道相差大，配方也早已完全不同了。
當(dāng)然，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望起來都是灰蒙蒙的。這為“霾”詞匯的混用留下了隱患。
2. 霾，不同領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)不同
2.1 傳統(tǒng)的氣象領(lǐng)域
在氣象領(lǐng)域，對(duì)霾(haze)的觀測(cè)和記錄有上百年歷史。我國最早的氣象觀測(cè)規(guī)范《氣象須知》(1930年4月)即有霧、輕霧(霿、靄)和霾的區(qū)別。
1943年的《增訂測(cè)候須知》對(duì)霾做出詳細(xì)規(guī)定：“極細(xì)微之塵點(diǎn)聚集低層浮游空中障礙視線之現(xiàn)象，地平視距在2km以下，色多呈青灰或土黃色。2~4km為輕霾。”
1948年發(fā)布的《氣象測(cè)報(bào)簡(jiǎn)要》對(duì)霾的定義進(jìn)一步擴(kuò)展：“空氣中細(xì)微不可見之塵?；螓}粒多量存在，致天氣渾濁不清，景物宛若披有落幕而減其色澤。水平能見距離約在2km之上10km之下。其存在由5km外景物迷糊現(xiàn)象及其色澤決定。”
1950年發(fā)布的《氣象測(cè)報(bào)簡(jiǎn)要》，對(duì)霾的定義進(jìn)一步細(xì)化：“空氣中細(xì)微不可見之塵粒或鹽粒多量存在，致天色渾濁，景物模糊，如同蓋上了一重薄紗幕的現(xiàn)象。背景暗淡時(shí)，呈微藍(lán)色;背景明亮?xí)r，呈土黃或橘黃色。能見度約為5~20km。遠(yuǎn)物僅現(xiàn)大致輪廓。霾和輕霧很相似，但顏色不同。”
1954年的《氣象觀測(cè)暫行規(guī)范》進(jìn)一步把霾分為三個(gè)等級(jí)，水平能見度2~10km、1~2km和
根據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》(2003)和《地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定實(shí)用手冊(cè)》(2016)，現(xiàn)行霾的定義為：“大量極細(xì)微的干塵粒等均勻浮游在空中，使水平能見度
以上所有的霾的標(biāo)準(zhǔn)中，都規(guī)定霾不能與降雨、霧、沙塵、 浮塵、冰晶、煙幕等天氣現(xiàn)象兼記，即如果一個(gè)霾日，同時(shí)還是雨日、霧、沙塵、浮塵等天氣，則這一日不能記做是霾日，而應(yīng)該按照雨日、霧日、沙塵日等天氣現(xiàn)象來記錄。
因此，氣象上霾日的識(shí)別一般遵循以下的步驟：
1)剔除掉降雨、霧、沙塵、浮塵等特殊天氣;
2)在剩余的日子里，按照相對(duì)濕度和能見度標(biāo)準(zhǔn)判斷某日是否霾日。
其中相對(duì)濕度和能見度標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)研究中有小的差別，例如相對(duì)濕度有研究用
2010年，中國氣象局發(fā)布?xì)庀笮袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)《霾的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》(QX/T 113-2010)，2018年，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《霾的觀測(cè)識(shí)別》(GB/T 36542-2018)發(fā)布，對(duì)霾日的識(shí)別進(jìn)一步細(xì)化。在2018年的標(biāo)準(zhǔn)里，已經(jīng)對(duì)2010年的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改，剔除掉PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)，代之以大氣消光系數(shù)的相關(guān)參數(shù)，表面看來與顆粒物總數(shù)分道揚(yáng)鑣。
因此氣象上特殊天氣、霾(包括濕霾)、霧、濕霾的區(qū)分可以用下圖來表示：
2.2環(huán)境領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)
環(huán)境領(lǐng)域?qū)τ?ldquo;霾”事件的判斷多基于細(xì)顆粒物的濃度，一般通用PM2.5的觀測(cè)值，即環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物的多少。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定》(HJ 633-2012)，空氣質(zhì)量可以分為1~6級(jí)，如下表所示：
環(huán)境領(lǐng)域研究對(duì)顆粒物濃度多少算是一個(gè)“霾”(haze)日，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，比如Cai Wenju等在Nature Climate Change研究重污染haze day，所用的標(biāo)準(zhǔn)即是PM2.5濃度大于150微克/立方米。
在氣象和環(huán)境兩個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，都用“霾”這個(gè)詞匯，但標(biāo)準(zhǔn)卻不同。氣象是因?yàn)閭鹘y(tǒng)和歷史，一直在用霾。而環(huán)境領(lǐng)域，則是因?yàn)樵谧畛醵x重污染天氣的時(shí)候，稀里糊涂地用了“霾”這個(gè)詞。最早誰用“霾”來描述目前顆粒物污染的現(xiàn)象，已經(jīng)無從考證了。
那到底這二者所定義的霾日是同樣的么?
答案是否定的。
3.“重名”帶來的困擾
最近，在 《Atmospheric Environment》 雜志上發(fā)表了一篇題為 Distinction of two kinds of haze 的文章，對(duì)氣象概念上的霾與環(huán)境概念上的霾進(jìn)行了比較。
對(duì)于氣象霾的定義，研究所用的標(biāo)準(zhǔn)是：1)剔除掉降雨、沙塵、霧、降雪等特殊天氣;2)以日均能見度vis
滿足以上標(biāo)準(zhǔn)的日子即確定為霾日，因此可以把一年365天分為三種：
1)SWDs：特殊天氣+霧日(包括輕霧);2)HDs：霾日(MHD);3)ODs：視程較好的“其他”天氣，這主要包括晴天和不影響視程的多云與陰天。
對(duì)于環(huán)境概念上的霾，用日平均的PM2.5數(shù)據(jù)，以PM2.5日濃度大于75微克/立方米為標(biāo)準(zhǔn)，大于此數(shù)值即為環(huán)境意義上的霾日(EHD)。
將兩種霾日進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者差距巨大。
以北京為例，在2013-2017年期間，平均每年的氣象霾(MHD)日數(shù)為77天，而環(huán)境霾(EHD)日數(shù)為141天，其中77天的MHD中有61天屬于 EHD，另有16天顆粒物濃度并不超標(biāo)，算是空氣質(zhì)量“優(yōu)”和“良”的天氣。而顆粒物濃度超標(biāo)的天數(shù)里，有大量的天數(shù)(80天，占EHD57%)并不屬于MHD。
