新聞中的科學~十面[霾]伏

最近新聞報導台灣中南部有濃霧、大陸的北京也有大霧，為何在春季比較有濃霧呢？

有時候，我在教國三地球科學的『氣象』單元時，

會問學生『雲是天上的霧，霧是地上的雲』這句話，對不對？

並且藉由中國造字時，以『雨』為部首時，有哪些字？

學生會回答『雲、霧、霜、霾、露、雪、……』

在教國二理化的『空氣』單元時，最後會介紹到『空氣污染』，

也會提到『PSI指標』以及『空氣污防制法』。

其實，「霾」統稱指懸浮在空氣中的塵埃、鹽類等非吸水性的固體微粒，顆粒非常細微，

當空氣中充滿霾，不但能見度會降低，還會危害動物的呼吸道，所以稱為「霾害」。

霾的主要來源是工業排放的汙染物及石化燃燒物，

成分包括二氧化硫、硫酸鹽、硝酸鹽等硫化物，

這些細微顆粒會隨著呼吸累積在肺部中，造成呼吸道疾病。

這類細微塵埃、鹽類，飄浮在空氣中肉眼難以分辨，

陽光不充足時，看起來一片白霧霧，而且被光線照射後會產生散射；

在大氣穩定、陽光充足的地下，霾看起來像是空氣中混著一層褐橘黃色，就像夕陽一樣。

在濕度高的環境裡，懸浮微粒的外層會黏著水分，水分再去黏其他的懸浮粒子後，

就會變成小圓球，當直徑增加1倍時，面積會擴大4倍，霾害也越來越明顯；

溫度與相對溼度成反比，溫度高時，相度濕度低，懸浮微粒無法聚合。

因此大陸的霾害大多發生在冬季，不然就是晚秋或初春的時候，

而且以緯度高、天氣冷的華北地區為主。

凡是有工業汙染的地方，空氣裡都會有懸浮微粒飄揚，

但是今年大陸的霾害範圍將近一百萬平方公里，約有25個台灣那麼大，

這麼巨大的霾害，天氣系統是關鍵。

今年大陸的高壓環流長期滯留在大陸東岸，空氣不流通、少風，霾在空氣中無法動彈，

再加上華北工業區排放工業汙染物，2千多萬北京人燒煤取暖、開車通勤，

自然與人為因素撞在一起，才讓北京霾在今年大爆發。

不然像大陸的江蘇一帶，同樣也是工業區林立，但華南的天氣不如華北冷，

當地人用暖氣的需求也沒那麼大，霾害汙染就不像北京那樣嚴重。

霾害的散播與天氣系統息息相關。

台灣今年1月不太冷，就是因為大陸冷氣團很少來，可想而知北京霾就一直聚在當地。

但冷氣團若不斷從北向南移動，北京霾就會被風帶往鄰近國家，

先前這些霾害汙染物就曾隨著東北季風往日本九州飄移，造成九州的空氣循環機賣到缺貨。

台灣早期產業以工業為主，過去不少人認為，台灣的霾害來源是「北交通、南化學」，

環保署環境監測及資訊處處長朱雨其表示，近20年來，台灣的懸浮微粒汙染逐年下降，

現在有3成汙染物是來自大陸。

若拿先前發生北京霾期間，與同一時間台灣空氣品質狀況相比，懸浮微度的濃度相距15倍。

朱雨其指出，台灣的空氣品質標準跟日本、美國一致，

PM2.5的小時濃度以每平方公尺35微克為標準，而先前的北京霾，專家曾測到600微克，台灣空汙最嚴重的南部只有40微克左右。

他說，環保署會分開檢測PM10與PM2.5。

根據人口密度與上下風地點設置全自動監測點，總計全台有76個PM10測站。

PM2.5懸浮微粒因危害程度較大，除了設有30個測站外，

環保署還會派人每3天做1次人工手動監測採樣，

把檢驗用的濾紙樣品帶進無塵實驗室裡量測，

用國際間通過的高標準檢測台灣空氣中的汙染物。

朱雨其指出，監測系統雖然無法直接判斷空氣中的懸浮究竟從哪來，

但用電腦運算，依當時的氣象條件及汙染源的散播路徑，逆向推估汙染物的來源地。

朱雨其表示，每年冬季到春季期間（11月至5月），台灣的懸浮微粒有3成都從大陸飄來，

台灣北部離大陸較近，飄來得比較多。

而雲嘉南地區位在中央山脈的背風面，擴散條件不好，

當地工廠、車量排放的廢氣易沉積在原地，向來是台灣懸浮粒子濃度最高的地方。