霧和霾二者同為視程障礙現(xiàn)象, 都能引起近地面的低能見度. 近年來, 我國(guó)霧霾造成的低能見度事件頻繁發(fā)生, 嚴(yán)重影響了交通運(yùn)輸安全和居民健康,它們也日趨成為當(dāng)前社會(huì)公眾普遍重視的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象. 因此, 如何對(duì)霧霾造成的低能見度事件行有效地監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警是大氣科學(xué)中亟待解決的問題, 而客觀地定義霧霾現(xiàn)象則是監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)的先決條件.目前在實(shí)際業(yè)務(wù)觀測(cè)中對(duì)于如何區(qū)別霧和霾存在較大爭(zhēng)議. 世界氣象組織(World MeteorologicalOrganization, WMO)對(duì)霧霾的定義為: 能見度大于1 km 為霾; 能見度小于1 km 但大于500 m 為輕霧;能見度小于500 m 為霧. 但事實(shí)上這種定義是不準(zhǔn)確的. 最新研究表明(Liu 等, 2011), 在我國(guó)華北平原地區(qū), 氣溶膠具有高吸濕增長(zhǎng)特性. 因此, 在高相對(duì)濕度下, 由于氣溶膠吸濕增長(zhǎng)而引起的霾也可以造成能見度為幾百米的低能見度事件(Chen 等, 2012). 因此, 僅依靠能見度來分辨霧和霾是不可行的. 在嚴(yán)重污染的情況下, 霾出現(xiàn)時(shí)的能見度也有小于500 m 的可能性; 而出現(xiàn)霧時(shí), 能見度也可能大于1 km. 當(dāng)前在實(shí)際業(yè)務(wù)觀測(cè)中大多是結(jié)合能見度和相對(duì)濕度來區(qū)分霧和霾, 但霧和霾的本質(zhì)區(qū)別在于微觀上粒子的尺度和含水量的差異, 所以, 相對(duì)濕度超過95%就記霧, 或者超過90%就記霧, 都缺乏足夠的根據(jù). 簡(jiǎn)單地用能見度或者相對(duì)濕度來區(qū)別霧和霾顯然是不準(zhǔn)確的, 必然會(huì)造成霧和霾的錯(cuò)誤診斷.更進(jìn)一步,低能見度預(yù)報(bào)中的首要問題是區(qū)別霧和霾, 由于它們的物理過程是不同的, 預(yù)報(bào)的出發(fā)點(diǎn)也是不同的.所以, 若不能采用一種客觀的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)二者加以區(qū)分,就無法對(duì)低能見度事件進(jìn)行正確的診斷, 低能見度事件預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率也會(huì)大打折扣. 因此, 明確霧和霾的區(qū)別, 建立一套客觀、明確的霾霧識(shí)別方法是非常急需和必要的.從云物理學(xué)上講, 霧和霾的區(qū)別是明確的. 圖1展示了粒徑為50 nm 的硫酸銨粒子的K?hler 曲線, 即粒子濕粒徑與平衡時(shí)所需的環(huán)境飽和比的關(guān)系, 如圖中黑色實(shí)線所示(灰色虛線和灰色實(shí)線分別對(duì)應(yīng)了K?hler 方程中的Kelvin 項(xiàng)和Raoult 項(xiàng), 即曲率效應(yīng)和溶質(zhì)效應(yīng)). 可以看到, 當(dāng)濕粒徑小于臨界粒徑Dc時(shí), 粒子粒徑增長(zhǎng)所需的飽和比也相應(yīng)升高, 此時(shí)粒子可以在一定的飽和比下達(dá)到穩(wěn)定的平衡狀態(tài); 而當(dāng)濕粒徑大于Dc 時(shí), 粒子粒徑增長(zhǎng)所需的飽和比反而降低, 此時(shí)粒子進(jìn)入自由增長(zhǎng)階段. 在適當(dāng)?shù)娘柡捅认铝Ｗ訚窳竭_(dá)到Dc 的過程叫做粒子的活化. 霧滴是已經(jīng)活化的氣溶膠形成的液滴, 無論見度是多少, 大氣中有霧滴存在才可稱為霧; 而在霾中, 氣溶膠未被活化, 能見度的降低僅是氣溶膠吸濕增長(zhǎng)或氣溶膠數(shù)濃度升高造成的. 也就是說, 霧滴和霾顆粒最大的區(qū)別在于粒子的大小不同, 二者含水量也有較大差別.