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风减弱,毛毛雨减少,为什么?(2)
http://www.100md.com 2015年4月1日 《百科知识》 2015年第7期
     中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室发布的《近50年中国地面变化气候特征》显示,全国年均风速经历了明显减弱的趋势,2013年《中国气候变化监测公报》指出,1961~2013年,我国从西北到东北以及东南沿海地区平均风速呈显著降低趋势,50年间降幅为3米/秒。从20世纪70年代至今,上海近地风速呈下降趋势,平均每年下降0.031米/秒,北京则每年下降0.014米/秒。

    而且,如果加上季节性影响,例如,在冬季海洋与亚欧大陆的温差减少,形成风的水平气压梯度减小,风速在冬春季节减小则尤为明显。总之,温室效应和高楼大厦等方方面面的原因阻碍了风速,才让城市人明显感到风减少了也减弱了。

    毛毛雨为何也少了?

    城市毛毛雨的减少也与大气污染、温室效应有联系,不过,对关联度的大与小和直接与间接关系有不同的看法。

    要回答城市中的毛毛雨为何减少了,需要从3种物质或现象及其相互之间的关系来说明。这3种物质就是气溶胶、云和降水(主要表现为降雨)。气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体产生作用,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是大气气溶胶。
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    气溶胶分天然和人为的两种。天然气溶胶包括自然的森林燃烧、沙尘暴等产生的烟、霾等。人为气溶胶最常见的是城市中的工业废气、燃煤废气、汽车尾气等。人为气溶胶有些是一次性形成,有些经过物理、化学作用二次形成。如工业排放气体可经太阳光照射形成粒子,成为气溶胶。很多以气体形式排放的污染物,如二氧化硫、二氧化氮等最后都形成气溶胶。大气中包括PM2.5或PM10(直径在2.5微米以下或10微米以下)的微小悬浮粒子,都可以造成雾霾天气。

    雾霾天气又对云和降雨产生不同影响。地球上的降雨形成经过是,太阳照射地面,地面升温,气流经加热变轻,气团上升,随着高度升高,气团又逐渐变冷,不饱和的水汽逐渐相互结合凝结,最终变成细小水滴,由细小水滴所组成的云体称为水成云,水成云内如果具备了细小水滴增大为雨滴的条件,并使雨滴具有一定的下降速度,这时降落下来的就是雨或毛毛雨。

    但是,如果大气中的气溶胶特别多,形成雾霾或严重雾霾,空中的气溶胶就可吸收太阳能,引起大气增温、地面降温,就不容易形成云,也就抑制了降雨。不过,大气中的气溶胶与降雨的关系是,气溶胶过少和过多都不会引起降雨。气溶胶吸附水汽是形成云和降雨的根本要素。大气中没有气溶胶,就不能吸附水汽分子而形成云和降雨。另一方面,大气中气溶胶太多而水汽含量较少的话,气溶胶就要互相竞争水汽,雨滴也长不大,不能形成降雨。
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    但是,如果污染特别严重,气溶胶越积越多,云也越来越厚,就会因为大气中的对流性云层越来越厚而引发暴雨。在干燥的地区或季节,气溶胶的增加会进一步抑制降水;而在湿润的地区或季节,气溶胶的增加则会增加降水的频率和强度。这样,在污染较为严重的城市,要么不降水,要么就是暴雨,因此,过去常见的蒙蒙细雨现在已经是稀缺物了。

    一项研究表明,从20世纪60年代至今,国内的毛毛雨每10年减少5天,暴雨天气则每10年增加2天。这种情况与雾霾天气对云层的影响分不开。

    不过,也有研究人员认为,人为的大气污染导致气溶胶增多,从而引起毛毛雨减少的说法还需要进一步的观测才能获得圆满解答。不过,毛毛雨变少的情况在经济发达的大城市最为明显,开始的时间也与中国工业化、城市化时间相吻合,所以可以推测人为因素在毛毛雨减少方面扮演了重要角色。

    但是,人为因素也包括很多,其中城市化造成的热岛效应也可能与毛毛雨减少有关。热岛效应是多重的,除了形成夏季大范围的高温天气外,还会使夏季的降雨发生变化。在热岛效应的影响下,中国长三角地区夏季降雨日数和毛毛雨的日数逐渐减少,但是强降雨的概率增多。这是因为,城市在下风方向出现很强烈的上升气流。在城市热岛效应比较明显时,即便高空形成雨滴并下降,如果高空降下的雨滴较小(毛毛雨),在未到达地面就会蒸发散失,滴状雨滴和毛毛雨就难以形成,所以城市中的毛毛雨也减少了。
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    对生活的影响

    风减弱,毛毛雨减少都与人的行为有关,主要是因人的行为产生过多的污染而引发雾霾、热岛效应等,同时这些现象又互为因果对人们的生活产生不良影响。

    雾霾增加让毛毛雨减少,人们可以不要在雨中行走的浪漫,但是,却受不了因雾霾和温室效应诱发的暴雨。

    近几年国内外频频发生的强暴雨已经证明了这一点。产生暴雨的主要物理条件是充足的源源不断的水汽、强盛而持久的气流上升运动和大气层结构的不稳定。暴雨常常是从积雨云中落下的,形成积雨云的条件是大气中要含有充足的水汽,并有强烈的上升运动,把水汽迅速向上输送,云内的水滴受上升运动的影响不断增大,直到上升气流托不住时,就急剧地降落到地面。温室效应加剧南北极冰川的融化速度,冰川融化导致大量水汽上升。大气中气溶胶的增多也促进了这些条件的形成,并让大气中的对流性云层越来越厚,引发暴雨,在污染严重地区暴雨更严重。
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    另一方面,人类行为造成大量的温室气体排放减缓了地球上的风速,也不利于吹散雾霾。尽管所有人都知道,要减少雾霾主要是要减少工业排放、燃煤污染、汽车尾气排放,以及减少化石能源的使用和减少城市施工产生的扬尘,但在产业结构调整不能一步到位,能源依赖不能马上离开煤炭,以及在GDP作为衡量发展和政绩的主要标准不变的情况下,从短期内来看,雾霾就基本上要靠风吹走。这种情况在雾霾比较严重的北京、上海、西安等城市尤为明显。

    每到冬春北京雾霾最严重的时期,就需要冷空气活动频繁产生的大风来吹散雾霾。因为,受冷空气的影响,北风比较明显也比较大,所以污染物很快就被吹散了。但是,如果污染持续下去,日益严重,而且温室效应继续增强,也就不可能有更多更大的风来吹散雾霾。

    污染、雾霾、风、雨等相互交织在一起,互相作用,互为因果,影响人们的生活,也危及人的健康。核心的问题还是要治理污染,减少化石能源的使用,控制温室效应。如此,才能形成风、雨、蓝天和阳光的良性循环。

    【责任编辑】张田勘, 百拇医药(王晓冰)
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