2月20日，中央氣象臺連續(xù)發(fā)布霾黃色預(yù)警，中國氣象局和環(huán)保部也首次聯(lián)合發(fā)布京津冀及周邊地區(qū)重污染天氣預(yù)報。同日，北京市啟動首個空氣重污染黃色預(yù)警信號。
那么，霧霾的預(yù)報和空氣污染氣象條件預(yù)報是如何做出來的？為什么說霾的預(yù)報難度更大？
霧霾預(yù)報要采集兩方面數(shù)據(jù)
“霧、霾及空氣污染氣象條件預(yù)報的第一步是監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集�！敝醒霘庀笈_高級工程師張恒德說。要采集的數(shù)據(jù)主要有兩部分，一是一般氣象要素數(shù)據(jù)，二是大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)。氣象要素數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、降水、邊界層特征量實況演變及其他參數(shù)，用以確定是否會出現(xiàn)霧、霾及沙塵，這部分?jǐn)?shù)據(jù)主要靠氣象觀測基本站采集，同時參考衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)包括PM2.5、PM1、氣溶膠等。
相關(guān)數(shù)據(jù)采集到位后，重頭任務(wù)是對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析�！爸袊F、霾數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)”在其中承擔(dān)了重要角色。該系統(tǒng)由中國氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報中心負(fù)責(zé)運(yùn)行和維護(hù)，產(chǎn)品由中央氣象臺具體應(yīng)用。
空氣污染氣象條件預(yù)報，主要是預(yù)測污染物稀釋、擴(kuò)散條件。譬如，較強(qiáng)的一股氣流可以將污染物迅速吹散，明顯的降水也可能清除霧、霾；而在冷空氣較弱、氣壓較穩(wěn)定的情況下，霧、霾則不易消散。此外，氣溶膠濃度與相對濕度對霧、霾生成與持續(xù)，也至關(guān)重要。
在得到基本氣象要素、大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)和模式運(yùn)行結(jié)果后，預(yù)報員會考慮高空環(huán)流型變化、低層環(huán)流及溫度場、冷空氣活動、地面氣壓場變化等。霧、霾數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)很好地耦合了氣溶膠模式和大氣模式，對于氣壓、風(fēng)速、空氣濕度等實驗觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，而輻射、季風(fēng)、氣候模式等因素也將被考慮進(jìn)去。
機(jī)制理解和數(shù)據(jù)采集“欠火候”
與常規(guī)天氣預(yù)報比，霧、霾及空氣污染氣象條件預(yù)報難度無疑更大。張恒德坦言，我國開展空氣污染氣象條件預(yù)報的時間并不長，各方面還需要積累經(jīng)驗；相對于常規(guī)天氣預(yù)報，空氣污染氣象條件預(yù)報除了需要天氣要素數(shù)據(jù)外，大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)也很重要，污染源數(shù)據(jù)不容易獲得；空氣污染氣象條件預(yù)報對近地層氣象數(shù)據(jù)的要求精度較高，而近地層受到地面粗糙度、植被及城市熱島效應(yīng)等因素左右，數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品相對偏差較大。
中央氣象臺首席預(yù)報員馬學(xué)款指出，霾預(yù)報難主要是因為：霾和霧一樣，主要發(fā)生在大氣的淺層，下墊面條件非常復(fù)雜，影響因素眾多，預(yù)報難度非常大；天氣預(yù)報是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，數(shù)據(jù)主要來源于高空，這必然會影響霾的預(yù)報準(zhǔn)確率；在霾的預(yù)報中，對于水汽凝結(jié)的臨界點(diǎn)很難把握，因為臨界點(diǎn)的變化常常是在誤差范圍以內(nèi)的。
精確預(yù)報霾天氣，既需要對霾產(chǎn)生的物理化學(xué)機(jī)制有準(zhǔn)確的理解，更需要獲取地面污染源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也就是污染物排放清單，來做數(shù)值預(yù)報的應(yīng)用研究。華東師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授束炯坦言，目前我國針對這兩者的研究還“欠火候”。有經(jīng)驗的霾預(yù)報專業(yè)人才匱乏，也是霾預(yù)報研究發(fā)展受阻的一個原因。