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· 正 · 文 · 来 · 啦 · 同学们好！ 现在我们来聊大气圈与气候系统的第二部分内容，地球上的气象现象。 要弄清地球上的气象现象，我们需要先了解大气是如何获得能量的。简单说，大气是通过直接捕获，并再辐射原本应该逸散到太空的一些射线来截获能量的。也就是说，陆地表面和海洋发出的长波辐射被大气中的温室气体所吸收，随后这些能量向各个方向再辐射，净效应就是近地表的大气层中截留了一部分能量。太阳辐射以短波辐射为主，而地面辐射和大气中的云层主要是长波辐射。这些通过云层反射回来的能量，称为大气逆辐射。 大气吸收地面长波辐射，又向外辐射能量，既有向上的，也有向下的，这些向下的部分，与地面辐射方向相反。大气中的云层反射投向云层的太阳能，在白天，其净效果是降低地表温度，因为直接反射太阳能比云层中水蒸气的增温效果更明显。但是，在夜间，云层中水蒸气的增温效果则占主导地位，因为此时没有太阳辐射了。这样我们就很容易理解，为什么白天多云天气气温比晴天要低，而夜里多云天气气温则比晴天要高；还有，在晚秋和寒冬，霜冻多出现在晴天的夜晚，因为热量都漏掉了。 与气象现象关联非常强的因素，还有一个是水汽。大气中的水汽源于海洋、湖泊、江河、沼泽、潮湿地面及植物表面的蒸发或蒸腾作用。其含量是随时间、空间和其它影响条件而改变的。一般在低纬地区水汽大于高纬地区，沿海大于内陆，夏季大于冬季。温度一定时，一定体积的空气中能容纳的水汽有一定限度，这时的水汽压称为饱和水汽压。 空气中有了水汽，那么在不同的条件下，会形成各种天气现象。比如，空气中的水汽凝结，可能形成云或者雾。高空水汽在遇到凝结核后凝结成小水滴或者小冰晶的聚集，就会形成云；近地面的水汽遇冷凝结成的小水滴与颗粒物结合会形成雾。二者的相同之处是水和颗粒物的结合体，不同之处呢，主要是离地面的高度。 夜间，当气温降低到使空气中的实际水汽压达到饱和水汽压时，在地面和近地物体表面上就会有水汽凝结。如果此时温度高于0℃时，则会形成小水珠，我们之称为露；当温度降至0℃或更低时，则凝结成霜。 大气中除了水汽形成的颗粒物，还有一些类似尘埃的固体颗粒物存在，气溶胶就是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称。另外，由于通常不能测得这么小颗粒的实际粒径和密度，我们一般用粒子的空气动力学直径来表征，这可直接由动力学的方法进行测量而求得，可使具有不同形状、密度、光学与电学性质的颗粒粒径有统一量度。气溶胶的空气动力学直径在0.001～100微米（μm）之间。主要包括6大类7种气溶胶粒子，即：沙尘气溶胶、碳气溶胶（黑碳和有机碳气溶胶）、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。 气溶胶主要有两个来源：自然来源和人类活动来源。自然来源，比如，火ft喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等；人类活动来源，比如，煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。
回忆一下高中的化学课程，如何简单鉴别溶胶和溶液？还记不记得丁达尔现象这个词？那么我们来看这张图，是不是回忆起来了？当一束光线透过胶体，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”，这种现象我们就称之为丁达尔现象，或丁达尔效应。顺便我们复习一下其原理，光在传播过程中，光线照射到粒子，如果粒子直径大于入射光波长许多倍，则发生光的反射；我们刚刚学习过的瑞利散射，如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，丁达尔效应就是光的散射现象。由于溶胶粒子大小一般不超过100nm，小于可见光波长，也就是400nm～700nm，因此，当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用。
那么，在大气中，由于有气溶胶的存在，同样可以观察到丁达尔现象。在摄影家的眼里，丁达尔现象被称为上帝之光，因为这像是从天上延伸下来的一条道路。由于丁达尔现象一般多出现于凌晨与傍晚，多雾或者尘埃多的时候才比较明显，所以丁达尔现象是可遇而不可求的。
在气溶胶中，空气动力学直径小于等于2.5μm的颗粒物，也就是我们常说的细颗粒物PM2.5。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响，目前越来越受到人们的重视。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远。还有关键的一点，该颗粒物可直接吸入肺泡，可能将有毒有害物质带入其中，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。所以，现在是谈雾霾色变，有没有？
那么，产生雾霾的气象条件是什么呢？总结一下，就是：空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果，成因有三： （1）水平方向静风现象增多。城市里大楼阻挡和摩擦使风流经城区时明显减弱，不利于悬浮微粒的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边积累； （2）垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制。 （3）空气中悬浮颗粒物的增加。随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆猛增，导致污染物排放和悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低。
那么，我们如何防备呢？有人说用空气净化器。现在各种空气净化器热卖，究竟有没有用呢？网上有人对B格很高的小米空气净化器2进行了测试。为什么说它B格很高，因为用户可以从手机APP上看到其净化效果的曲线。据说测试者在屋内吸了半支烟，PM2.5直接飙升至700以上。相应的手机APP显示PM2.5最高数值为600。接着打开小米空气净化器2开到最高档，但是并没有给净化器装滤芯，但APP端还是显示数值不断下降，很快降到了56，而实际上的PM2.5浓度还在700以上。后来网友们分析，小米空气净化器2在使用的时候，会通过经验模型和算法给用户模拟一个数据，而不是依据实际情况；不过，更多的测试表明，小米空气净化器是可以净化和维持空气质量，只是效果并没有那么快，那么高。所谓的智能更是胡扯。所以，最后我们的结论是：小米空气净化器，假智能、真净化。
好，本节的内容到此结束，同学们再见！
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