为什么当今中国的雾和霾如此严重？
最近的一项研究显示，中国近些年来日益严重的雾和霾现象形成的主因是居高不下的气溶胶污染，气象条件对其形成、分布、维持与变化有显著影响。这项有关中国当今雾-霾形成机制的研究为认识和减少雾-霾天气的影响提供了线索。
这项名为“我国雾-霾成因及其治理的思考”的论文发表于《科学通报》2013年第13期，由中国气象科学研究院张小曳研究员担任第一作者撰写。文章从霾和雾与气溶胶联系的角度出发，基于国家973项目对中国各区域气溶胶浓度及化学组成的分析，结合全球情况的对比，进行了二次气溶胶新粒子形成、气溶胶在环境大气中的转化及变化（包括吸湿增长、混合及发生的非均相化学反应、气溶胶活化为云雾凝结核等方面）的研究，分析和总结了中国雾-霾成因，并讨论了宏观控制对策。
2013年1月多次严重影响中国中东部的雾-霾天气，在2月份依旧来势汹汹，深锁多城。到底是什么形成了雾和霾？为何雾-霾出现后难以驱散？雾和霾本是自然界两种天气现象，随着人类活动的加剧，雾-霾是否也产生了新的变化？中国区域广大，气溶胶浓度高，组成复杂，在北半球气溶胶研究中的位置非常重要，虽有关中国在气溶胶化学、物理特性观测与实验分析方面取得了不少研究成果，但大多分散、观测时间短、单项研究涉及的方面不全，研究也多关注气溶胶本身特性及其对霾的贡献，对气溶胶与雾和霾形成机制的联系不足以形成全面、系统的认识。
该研究的创新之处在于不仅瞄准气溶胶对霾的影响，也研究了其对云雾形成的贡献。通过对中国16个区域的观测站多年气溶胶化学组成及其与世界的对比研究发现，不论在城市还是城郊，中国陆地六种气溶胶浓度总和在世界范围内均较高，仅次于南亚城市，远高于欧洲和美洲的城市与城郊区域，其中仅一种矿物气溶胶浓度就与欧美城市总体气溶胶浓度水平相当，且大多数区域（尤其是东部）二次气溶胶通常占到小于10微米气溶胶质量浓度的一半以上，其形成与变化受气象条件影响大，导致了中国的霾呈区域性分布特点。发现中国共有9个区域霾的变化类似，其中华北平原、以长三角为主体的中国东部、以珠三角为主体的中国南部以及四川盆地为近几十年霾最为严重四大区域，其背后的主因是居高的气溶胶污染。
除传统研究认识的硫酸盐对新气溶胶粒子的形成有贡献外，在中国华北区域的观测还发现，不论在新粒子的形成还是老化阶段，二次有机气溶胶的贡献均很大。干气溶胶粒子吸湿增长会使在高相对湿度下观测的PM2.5质量浓度“虚高”，与有机物混合后的气溶胶潮解点提前，吸湿增长因子变小。70%的气溶胶与两种或三种其它来源气溶胶内混合，这些均是高气溶胶浓度，组成复杂的中国气溶胶表现出的特点。低温条件下O3与SO2在矿物气溶胶表面存在协同效应，使硫酸盐生成速率随着温度降低出现先加快后减慢的趋势，直接影响大气中硫酸盐生成总量。矿物气溶胶还与两到三种酸性气体反应，在表面形成液膜，抑制了新粒子形成，但促使更多的硫酸盐和硝酸盐在其表面转化形成，自身也更易吸湿参与云雾形成。矿物气溶胶因非均相反应形成的酸性界面还加强了前体物表面吸附和化学反应，易形成更多的二次有机气溶胶。所有这些导致中国当今的霾已非完全的自然现象，成因独特且复杂。
研究还发现，受气溶胶影响的低云较高云中云滴数多，但有效半径小。高浓度气溶胶影响的云雾形成明显不同于低污染状况，在低过饱和条件下大量大于150纳米粒子活化为云雾凝结核，且化学组成在液态水含量较低时对活化有明显影响，这和传统的认识有很大不同，导致中国当今的雾也已不是完全的自然现象，人为气溶胶粒子不仅对霾有贡献，还作用于云雾的形成。
雾-霾形成后会使到达地面的辐射减少，大气层节稳定度增加，有利于气溶胶不断积聚、凝结和增长，在达到过饱和状况下还产生更多云雾滴，形成“恶性循环”的持续性雾-霾。
该项研究对于认识中国当今雾和霾的形成机制具有参考价值，其有关中国各区域气溶胶化学组成分析，特别是通过解析北京PM1的来源，对于认识我国气溶胶污染控制所可能面临的问题，对于与气溶胶相关的各种污染源宏观控制对策有借鉴价值。(EurekAlert!)
