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迷茫之城─是霧,或是霾?

以前每到冬季,只要前一晚天氣晴朗的話,隔日清晨常會被濃濃的霧氣給包圍住。每每遇到這類情況,騎單車上學的我就得非常小心。因為霧濃,總會在汽機車離得很近之際才會發現,那時總想著:「為什麼霧會濃成這樣呢?」

後來又發現,有時候整座城市看起來「霧」茫茫的,然後身旁的路人不是紛紛戴起了口罩,不然就是一聲又一聲的咳嗽或噴嚏。那麼,這又是什麼呢?這也是霧嗎?

圖1為喬治亞州卡羅爾湖清晨濃霧景象;圖2為大屯山遠望霾狀景象。

圖(1)、喬治亞州卡羅爾湖清晨濃霧                     圖(2)、大屯山遠望霾狀                                       

(圖片出處Wikimedia Commons)

圖3為2016年9月18日午後由猴探井景區拍攝彰化平原;圖4則為圖3中紅色長方框中的放大景象。

(3)2016918日午後由猴探井景區拍攝彰化平原;圖(4)、為圖(3)中紅色長方框中放大景象

霧(fog),是由肉眼不易分辨、非常細微而密集的小水滴所組成,一般懸浮於近地表處。霧的形成主要是因為空氣塊因不同因素而降溫至露點(dew point)之下,或是水氣增加而達飽和,使空氣塊內部的水氣因此凝結成水滴。
凡是會造成水平方向能見度(visibility)低於10公里者,我們稱為視障現象(Obscuration phenomenon),霧即為其中一種,且一般指水平方向能見度不足(或未達)一公里者,若能見度小於200公尺,則稱為濃霧(dense fog)。如果霧看起來沒那麼濃,其能見度大於一公里者,稱作輕霧或是靄(mist)。

能見度是指觀察者離物體多遠時,仍然可以清楚看見該物體,是為大氣的透明度。濃霧約200公尺,霧約小於一公里,靄約大於一公里、而視障現象則約低於十公里。

不同大氣能見度下的天氣現象

霧可依形成原因分為平流霧(advection fog)、輻射霧(radiation fog)、上坡霧(upslope fog)、蒸氣霧(evaporation fog)、鋒面霧(frontal fog)等類型。山腰間縹緲的山嵐即為上坡霧,一年四季皆有;而輻射霧和平流霧則是臺灣平地及金、馬地區最常出現的霧,好發於冬春時節。

平流霧,為暖濕空氣流經寒冷海面或是地面之際,空氣中水氣因氣溫下降達到飽和而凝結形成。只要暖濕空氣持續移入或其接觸到的海面或地面溫度回升慢,霧便會籠罩該區域一段時間而不散去。金門、馬祖地區在冬春之際,鄰近海域以水溫較低的中國沿岸流為主,以致於這個時期,當帶有水氣的南風經過附近海面上,便常出現久久不散的濃霧,導致臺灣本島來往兩地航班延遲或停飛。其他類似例子則有美國加州舊金山港金門大橋下方的霧海,主因為來自太平洋的暖濕空氣與加利福尼亞涼流相遇有關。

暖濕空氣流經寒冷海面或是地面,水氣因氣溫下降達到飽和,凝結成霧。

    圖(a)、平流霧形成過程示意圖          圖(b)、舊金山金門大橋霧海                圖(c)、馬祖南竿鄉          

(圖片出處 圖(b)Free-Photos 圖(c)Wikimedia Commons)

輻射霧,通常會在晴朗無雲的夜晚至清晨期間發生,最常出現在冬末春初的臺灣西部平原地區。夜間的地表輻射冷卻作用顯著,使地表溫度下降得很快,接近地表的水氣便會因而凝結出小水珠,形成霧氣,但只要太陽升起之後數小時,因地面溫度上升,霧便會因此而消散,故影響時間通常比平流霧來得短暫。不過,輻射霧出現的時間恰與上班、上學時間重疊,因此容易造成用路人行車上的困擾,甚至還可能發生交通事故。

夜間地表和近地表的空氣因輻射冷卻而降溫,接近地表的水氣因而凝結成霧。

       圖(a)、輻射霧形成過程                             圖(b)、英國倫敦濃霧              圖(c)、臺北盆地輻射霧

(圖片出處 圖(b)coombesy 圖(c)leechentou)

霾(haze),為懸浮於大氣中的非吸水性固態顆粒─塵埃、花粉、黴菌、有機化合物、金屬等物質所組成,這些顆粒對陽光的散射作用會使近地表處呈現黃色、橘色或淡藍色。除了導致能見度不佳外,人體若是吸入此類物質,對人類的健康便會造成損害,輕則咳嗽、重則造成心血管疾病。其中,我們將顆粒直徑小於10μm者稱為PM10,顆粒直徑小於2.5μm者則稱之PM2.5。此物質一旦被人類吸入,PM10則會由呼吸道侵入支氣管,部分可藉由咳嗽方式排出。若是PM2.5的話,則能抵達肺泡,部分顆粒更為細小者還能由此進入人體的血液循環系統,危害甚大。

水滴、細懸浮微粒物質與其他物質直徑的比較圖。

水滴、細懸浮微粒物質(Particulate Matter, PM)直徑與其他物質之比較

要區分霧、霾其實不難,前者組成物質為水滴、後者則是固態微粒,因此只要看看此種現象發生之際,當地的相對濕度是多少就可以了。一般來說,起霧時的相對濕度會高於75%,而霾害發生的時候,其相對濕度則不會高於75%。

所以,下次如果看到日頭高掛、濕度不強,但城裡還是霧茫茫一片的話,記得戴上口罩,好好地保護一下自己的呼吸道喔。

 

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