冬季逆温与空气污染

在一般情况下,气温是随着海拔高度的增加而降低的。海拔平均每上升100米,温度降低约0.6℃。这样,在近地层,大气低层温度高,空气密度小;高层温度低,空气密度相对较大,造成了“头重脚轻”的现象。这种大气密度的不平衡,容易上下翻滚而形成对流,就会使低层特别是近地面层空气中的污染物和粉尘向高空移散,从而减轻大气低层的污染程度。

我国属季风气候,冬季冷空气活动频繁。当冷空气入侵某地时,近地层空气温度就会很低,这样便容易出现气温随大气高度增加而升高的现象,导致空气“脚重头轻”,气象学称这种现象叫“逆温”,发生逆温的大气层叫“逆温层”。逆温层的厚度可从几十米到几百米,它就像一层厚厚的被子盖在地面上,携带污染物的空气向上扩散时“无路可走”,只好向下蔓延,从而加重了大气污染。

冬季出现逆温层时,近地层空气中含有大量的颗粒物(工业城市尤其如此),对人体健康非常有害。例如,当近地层二氧化硫浓度(单位为PPM)达到1时,人的胸部就略有压迫感;达到10时,鼻腔就会有刺激感;达到30时,就会不由自主地咳嗽;达到100时,就会打喷嚏、流眼泪;达到400时,人就会出现呼吸困难。

逆温中的烟雾常常会诱发灾难性的事故。1948年10月下旬,美国匹兹堡附近的多诺拉镇发生了一起严重的烟雾灾难。由于镇上的许多工厂大量排出二氧化硫气体,偏逢此时出现了逆温层,烟雾中的化合物使7000多人病倒,20人死亡。

震惊一时的伦敦烟雾事件,除了燃煤是直接原因外,也与逆温有关。1952年12月5日至9日,冷空气入侵伦敦,贴近地面的空气形成了逆温。一连几天,空气几乎静止不动。时值隆冬季节,从家庭和工厂的烟囱里排出的烟尘无法向空中扩散,越积越多,空气中弥漫着浓浓的“毒雾”,直接导致4000多人死亡。在毒雾过后的两个月中,又陆续有8000多人丧生。

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