预报蓝天 难度几何

深沉的少年

深沉的少年

2021-06-21

蓝天预报,并不简单。

对于天气预报,人们除了希望借以回避雨雪风霜,还希望提前得知是否有适宜户外活动的蔚蓝天空。预报蓝天,难度在哪里呢?

人们往往把预报蓝天看成一件很简单的事情。实际上,蓝天预报有着复杂的过程,湿度、温度、风、云以及污染物的排放量等共同作用,影响着天色。

老百姓心中的蓝天和气象意义上的晴天,有着不少差别

老百姓最为关心的灰、霾,都是肉眼不可见的气溶胶粒子,它们对蓝天的影响机理十分复杂。这些细小的颗粒,如PM2.5,可以吸收散射阳光,起到消光的作用,消光越多,视线越昏黄模糊。

科学家研究发现,空气中的污染物(即气溶胶)由不同的组分(组成成分)组成,被划分为沙尘、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机碳、海盐等种类,有的亲水,有的则疏水。亲水的气溶胶在吸附空气中的水分后会形成一层液膜,甚至形成液滴,消光的能力则会加强,并且粒子本身的大小也对吸收和散射光的能力产生影响。更为复杂的是,不同组分的气溶胶会相互作用,改变自身的特性,产生不同的消光效果。

气象专家把老百姓眼中“蓝天预报”的概念定义为能见度,即反映大气透明度的一个指标。

研究人员通过收集并研究总排放量、气溶胶的质量浓度(每立方米气溶胶的微克数)、数浓度(每立方米气溶胶的个数)、气溶胶的组分、消光作用等数据,建立相关数学模型,计算能见度。

能见度是指视力正常的人能将目标物从背景中识别出来的最大距离。即白天以靠近地平线的天空为背景,能清楚看出视角大于20度的地面灰暗目标物的轮廓并辨认出它是什么物体,夜间能清楚看见目标灯的发光点。 

目前,数值模式已经可以提前5天对能见度进行预报。尽管评估结果显示预报可以做到基本准确,但对于某些小区域的情况还是难以准确预测。这首先是由于排放量基于统计数据有很大的不确定性;其次,天气预报的准确率也直接影响能见度预报;最后,在使用数值模式对气溶胶相互作用的过程描述时,稍有误差就会影响最终结果。

正是由于科学家的严谨态度,在面对复杂的消光过程时,他们很难给蓝天下一个简单直白的定义,而是采用可以量化的能见度指标进行代替。为了弥补这一点,科学家在能见度预报中所使用的是空气质量指数(AQI)预报,即对污染物浓度进行预报,其结果也直接面向公众发布。

编  辑:祖贵嘉

编  审:孙镆涵

监  制:孙艳艳

文章来源:中国气象数据,如有侵权请联系我们哦~

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