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众所周知,在一般情况下,气温是随着海拔高度的增加而降低的平均每上升100米,温度约降低0.6摄氏度,这样大气低层温度高、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,这样大气层结就不稳定,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,从而减轻在大气低层污染程度。
但我国属季风气候,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污染微粒(工矿城市尤其如此),对人体健康非常有害。例如,当近地层二氧化硫浓度(单位:ppM)达到1.0时,人的胸部就略略有压迫感;达到10.0时,鼻腔就会有刺激感;达到30.0时,就会不由自主地咳嗽;达到100.0时,就会打喷嚏、流眼泪;达到400.0时,人就会出现呼吸困难。事实上,近地层的二氧化硫常常和其他污染物并存。如果二氧化硫与颗粒物气溶胶同时被人吸入,会在呼吸道里形成一种硫酸雾,造成的生理反应可比单纯的二氧化硫大4-20倍。此外,近地层的烟尘和粉尘,如果吸入肺泡,不仅容易造成尘肺,也易引起血液中毒;而高浓度的氮氧化物,可使人的中枢神经发生病变,也容易引起或诱发肺水肿和慢性支气管炎。氮氧化物和碳氢化合物在一定的阳光照耀下,还会形成光化学烟雾,对人的眼晴和呼吸道危害极大。
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10月27日-28日出现了逆温层,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多人毙命。
一般来说,我国冬季常会出现逆温天气;而对城市而言,由逆温造成空气污染的高峰时间一般在清晨日出前后或傍晚以后,因此提醒城市居民:
(1)留心当地气象变化,关注天气预报,如预报本地有雾、静风或微风,气温突然升高,就预示着逆温天气的来临。
(2)当有逆温层天气时,医院、家庭病房要打开空气净化器;同时,在早晨或傍晚“烟雾茫茫”的时段,要尽可能地避免外出活动。
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