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), 在我國華北平原地區(qū), 氣溶膠具有高吸濕增長特性. 因此, 在高相對(duì)濕度下, 由于氣溶膠吸濕增長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), 粒子粒徑增長所需的飽和比反而降低, 此時(shí)粒子進(jìn)入自由增長階段. 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.