人工增雪技术对降低雾霾天气污染物浓度的可行性研究

王海涛

摘要：雾霾天气是影响城镇居民生活健康的主要原因之一，冬季阵雪量不足会导致城市内空气污染物浓度加重。为此使用人工增雪技术提高冬季降雪量，并探究人工增雪技术对降低雾霾天气污染物浓度的可行性。分析人工增雪技术的效果和潜力，计算城市内雾霾天气污染物浓度和降雪量间的变化，以此分析该技术的可行性。分析结果表明，人工增雪能降低雾霾天气污染物浓度，有效改善城市内的酸雨情况，优化空气污染质量综合指数，提高空气质量优良率。证明了人工增雪技术对降低雾霾天气污染物浓度的可行性较强。

关键词：雾霾天气；污染物的可行性分析；污染物浓度；人工增雪技术；阵雪量

中图分类号：X511 文献标志码：B

前言

工业等多个领域排放的污染物造成雾霾颗粒不断增多，空气污染也越来越严重。其中严重的扬尘以及汽车尾气直接制约了城市的环境可持续发展，也影响了居民的生活质量。经过研究发现，雨雪对降低雾霾污染有一定帮助，但大多数地区因地区冬季降雪量的不足导致雾霾污染物降低能力大幅度下降。尤其是冬季降水量干枯期环境下，北方地区的降雪量较小，严重影响雾霾被消减的速度。

张莉等详细分析不同林分类型对大气污染物的削减效应效果，并根据当地的气象和植被特征，详细得出大气污染物的削减能力，从而得出该降低大气污染物方法的可行性。圣倩倩等利用大气质量检测仪和氮氧化物分析仪，分析出不同环境因子与大气污染物之间的相关性及其拟合关系，通过对比大气污染物削减情况，详细说明了道路绿地对治理空气污染的可行性。

大气污染最受关注的污染物是二氧化硫、二氧化氮和可吸人颗粒物。针对这些污染物，已出台许多治理项目。经监测和分析发现，降水可以有效降低雾霾污染物浓度。因此，当地气象局采用人工增雪技术提高降雪量以减少雾霾天气的污染程度。为了更好了解人工增雪技术对雾霾的影响，对该技术在降低雾霾程度的可行性进行分析。

1人工增雪技术的效果以及潜力分析

由于雾霾污染导致城市内能见度降低的发生率在北方地区呈现增加趋势，且雾霾天气的发生率最高是在冬季，雾和霾实际上是两种物质，雾是因水汽凝结而造成能见度低的一种天气现象，能见度在1 km-10 km之间的为轻雾，其主要成分均是水，因此雾并不是污染，而霾的主要成分是污染物，是大气中悬浮的细小颗粒导致能见度小于10 km。区分雾和霾主要依靠能见度以及相对湿度，当大气稳定时，说明此时是雾气，但稳定的雾气很容易聚集污染物，大雾天气时常带有污染。因此当湿度较高时是雾，一旦气温上升而湿度下降，就会形成雾霾天气。在冬季环境下，若冷空气活动较为频繁，雾霾天气现象出现的较少，一旦冷空气势力降低，大风天气减弱，大气长时间处于相对稳定的状态，不利于空气的流通以及污染物的扩散，就会造成冬季出现持续性的雾霾天气。

大气降水是淡水資源的主要来源，地面上的淡水均是由大气降水转换而来，人工增雪技术主要是对天气业务的拓展，也是认为影响天气的主要技术之一。经研究发现，大气降水量是形成雾霾天气的主要外部因素，在不断完善气象学的同时雾霾和水汽之间的相关性研究结果也越来越完善，通过增加一定的降雪量可以使得雾霾天气现象的发生率有效降低，人工增雪技术刚好可以满足该要求。据人工增雪技术的现场研究发现，人工增雪的成功率大于人工增雨，因水汽更加容易达到饱和点，因此雪晶更容易形成，因此人工增雪技术更多的应用于抗旱减灾以及社会经济发展等方面。人工增雪技术最开始的国家是美国，该国研究此技术已将近30年，并取得了十分显著的成效，同时也获取了十分有价值的研究成果，即使在海拔较高地区，人工增雪技术也能在当地降水量原有基础上提高30％-40％。对平原流域2017年-2021年之间的冬春季的降雪量数据分析，实验区域的平均降雪量为3.2 mm，最大降雪量为13.8 mm，通过数据对比发现，其中绝对增雪量12.5 mm，而相对增雪率高达40.5％。该数据显示，人工增雪技术对应的降雪量较自然降雪量增加了20％左右，且冬春季的降雪量增加更为明显，为了更直观的显示出人工降雪量的数据变化，将数据统计转化成见图1。