我們經(jīng)常說的看到的AQI到底是一個概念？“爆表”又是什么？跟我們經(jīng)常說的霧霾是什么關(guān)系？一天當(dāng)中AQI有什么變化特點？不妨來了解一下AQI的哪些事~
什么叫做AQI？
要了解AQI，首先我們先給大家普及一下我們身邊的主要污染物是哪些？環(huán)境空氣污染物的種類有很多，常見的有二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O３)和懸浮顆粒物等。懸浮顆粒物中，直徑小于等于10μm的稱為PM10，直徑小于等于2.5μm的稱為PM2.5。
環(huán)境部門每天都會發(fā)布這些污染物的濃度值，但是問題是，這么多的污染物，普通的人群很難根據(jù)這些判斷出到底當(dāng)前的空氣質(zhì)量處在什么水平。于是就有人想出了一個辦法，將各種不同污染物含量折算成一個統(tǒng)一的指數(shù)，這就是空氣質(zhì)量指數(shù)，AQI。
專業(yè)的定義來了：AQI是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)，主要是將二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O３)以及PM10、PM2.5、等六項污染物濃度值換算成相應(yīng)的指數(shù)。
空氣質(zhì)量指數(shù)的值在不同的區(qū)間，就代表了不同的空氣質(zhì)量水平。AQI指數(shù)越大，級別越高，說明污染越嚴(yán)重，對人體健康的影響也越明顯。
為了更直觀起見，每個區(qū)間都有一個固定的顏色值與它對應(yīng)：
究竟AQI是如何測量和計算的，又與人們常說的霧-霾有何關(guān)系呢？
AQI是如何確定的？
（這里有數(shù)學(xué)公式，不感興趣的同學(xué)可以直接略去）
世界每個國家制定的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有所不同，AQI的取值范圍差別很大。在我國，目前采用的是和美國相似的標(biāo)準(zhǔn)，AQI的取值范圍位于0 -500之間。AQI指數(shù)也只表征污染程度，并非具體污染物的濃度值。
每一項污染物的空氣質(zhì)量指數(shù)又稱空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI）。
第一步是對照各項污染物的分級濃度限值，以及各項污染物的實測濃度值分別計算得出空氣質(zhì)量分指數(shù)（Individual Air Quality Index，簡稱IAQI）：
空氣質(zhì)量分指數(shù)級別及對應(yīng)的污染物項目濃度限值見表1：
AQI的計算公式如下：
，其中：
IAQIP——污染物項目P的空氣質(zhì)量分指數(shù)；
CP——污染物項目P的質(zhì)量濃度值；
BPHi——表1中與CP相近的污染物濃度限值的高位值；常量
BPLo——表1中與CP相近的污染物濃度限值的低位值；常量
IAQIHi——表1中與BPHi對應(yīng)的空氣質(zhì)量分指數(shù)；
IAQILo——表1中與BPLo對應(yīng)的空氣質(zhì)量分指數(shù)。
第二步是，利用這個公式，計算出每個污染物的IAQIP值，也就是IAQI，取數(shù)值最大的那個即為最終報告的AQI值。當(dāng)AQI大于50時將IAQI最大的污染物確定為首要污染物，超過100時，為超標(biāo)污染物。
n——污染物項目
舉一個例子：
比如北京奧體中心PM2.5濃度為81μg/m3，對應(yīng)的AQI為108。最終報告的AQI值就是108，而貢獻(xiàn)了那個最大值的PM2.5則稱為首要污染物。
我們經(jīng)常說到的“爆表”是什么意思？
根據(jù)表1，在6項污染物中，PM2.5折算成IAQI為500的濃度限值，也剛好是500μg/m3。也就是說，一旦PM2.5的日均濃度超過500μg/m3，AQI隨即達(dá)到500，無論濃度再怎么高，AQI也還是500。因此，嚴(yán)重霧霾期間，PM2.5日均濃度超過500μg/m3的地方，就“爆表”了（Beyond Index）。
但個人認(rèn)為，設(shè)置500為最大值其實并不是不合理。近些年來，空氣質(zhì)量“爆表”現(xiàn)象頻頻發(fā)生，屢見不鮮。而一旦發(fā)生“爆表”的情況，只有通過污染物的濃度值來進(jìn)一步判斷污染的嚴(yán)重程度了，這就違背了設(shè)置AQI作為統(tǒng)一的空氣質(zhì)量衡量指標(biāo)的初衷。未來環(huán)保部AQI的算法是否要進(jìn)一步的修正，將不得而知，但是不排除會有這樣的可能性。
所以寫到這里，國內(nèi)天氣軟件領(lǐng)先的墨跡天氣APP上關(guān)于空氣質(zhì)量指數(shù)下面的污染物，其實是分指數(shù)，而非濃度，但污染物爆表的時候，就可能不能準(zhǔn)確判斷出污染的嚴(yán)重程度了。更合理的建議是：空氣指數(shù)頁面顯示總體的AQI，但是具體的污染物可以顯示濃度，這樣公眾可能會更容易接受一些（供參考）？
AQI跟霧霾是什么關(guān)系？
毋庸置疑，AQI指數(shù)越大，級別越高，說明污染越嚴(yán)重，對人體健康的影響也越明顯。近些年來，人們關(guān)注AQI指數(shù)，主要是因為一種叫做“霧霾”的名詞闖進(jìn)了公眾的視野。
嚴(yán)格意義上來講，“霧霾”應(yīng)該區(qū)分對待，“霧是霧，霾是霾”，都算是一種使能見度下降的天氣現(xiàn)象。霧是由水汽組成，單純霧出現(xiàn)的時候，很干凈。而霾成分相對復(fù)雜，是指原因不明的大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現(xiàn)象。霾的核心物質(zhì)是空氣中懸浮的灰塵顆粒，氣象學(xué)上稱為“氣溶膠顆?！薄?/p>
霾的組成成分非常復(fù)雜，包括數(shù)百種大氣顆粒物，就是污染物的積聚。其中有害人類健康的主要是直徑小于10微米的氣溶膠粒子（PM10）。其中，現(xiàn)階段對人們健康影響最大的要數(shù)PM2.5，即常說的細(xì)顆粒物，可吸入顆粒物（可吸入肺），它能直接進(jìn)入并粘附在人體上下呼吸道和肺葉中。
大氣中PM2.5、PM10等顆粒物也是造成能見度降低的主要原因。值得一提的是，在我國現(xiàn)階段，當(dāng)AQI爆表時，PM2.5常成為首要污染物，但有時則是光化學(xué)污染所帶來的臭氧。因此，在絕大多數(shù)情況下，人們對AQI的直觀感受還是很明顯的。
所以真正導(dǎo)致AQI數(shù)值飆升的是霾，而不是霧。但兩者也不完全是線性的關(guān)系，但也是正相關(guān)。
看起來的晴朗，是真的沒有污染嗎？
前段時間，有網(wǎng)友反應(yīng)，明明是晴天，但是AQI指數(shù)級別卻顯示輕度污染。真的是數(shù)據(jù)出現(xiàn)了問題嗎？未必！
人們往往以為天空灰蒙蒙、空氣刺鼻就意味著污染嚴(yán)重，而晴天則安然無事，沒有污染。實際上，有的時候，眼睛和鼻子可能欺騙了你。
在AQI監(jiān)測的六種污染物中，PM2.5等顆粒物是造成能見度降低，讓天空看起來灰蒙蒙的元兇；臭氧有一種刺激性氣味（如復(fù)印室里的嗆鼻氣味）；而其他污染物，比如說二氧化硫、一氧化碳等在可見光波段對光的吸收和衰減效應(yīng)很小，所以，對能見度幾乎沒有影響。二氧化氮也只有在極高濃度的時候才會影響到能見度，使得天空看起來有點泛紅棕色。
所以，對于二氧化硫、一氧化碳以及低濃度的二氧化氮，是無色無味的，這也意味著為什么有的時候AQI仍顯示“污染”，但是天空狀態(tài)看起來很好的原因。
“夜間以霧為主，白天以霾為主”這句話要謹(jǐn)慎！
每次出現(xiàn)霧霾過程時，上面的話大家是不是都曾經(jīng)見到過？由于霧霾經(jīng)常相伴出現(xiàn)，有時候確實難以區(qū)分。
區(qū)分霧霾，除了成分不同以外，濕度條件也是一個比較重要的參考因子。往往霧的濕度更大，而霾相對要小一些。一天當(dāng)中，濕度會有明顯的日變化，早晚濕度大，而白天濕度降低，因此一般認(rèn)為白天多出現(xiàn)是霾，而夜間霧的成分加大。但是——
那夜間轉(zhuǎn)化為霧了，是不是意味著污染就輕了呢？其實事實沒有想象中那么簡單！比如帝都的霧霾就不是那么回事~
2016年12月24-26日，華北一帶出現(xiàn)了一次霾天氣過程?？匆幌碌鄱荚谶@次霾天氣過程中，AQI的一個變化趨勢：
北京從24日開始，AQI指數(shù)開始上升，污染逐漸加重，26日當(dāng)天，是污染物最重的一天，北京出現(xiàn)嚴(yán)重污染。不過AQI分布曲線，并不是一個線性的狀態(tài)，而是有明顯的峰值出現(xiàn)。
從日分布以及逐小時分布來看，發(fā)現(xiàn)AQI指數(shù)的波峰主要是出現(xiàn)在夜間到清晨這段時間（24日夜間和25日清晨，25日夜間到26日清晨），而白天污染物能則呈現(xiàn)出下降的趨勢，中午前后為低谷狀態(tài)，換句話說，這段時間空氣相對較好一些。而下午以后空氣質(zhì)量逐漸轉(zhuǎn)差，或者說變得更差。
但是在26日白天到晚上這段時間，北京的AQI變化并沒有呈現(xiàn)出顯著的飆升趨勢，而這段時間正是冷空氣到來前的時段，這就跟氣溫的日變化一樣，在天氣平穩(wěn)的時候，氣溫是白天高，早晚低，而冷空氣來了，氣溫曲線往往不按常理出牌?？諝赓|(zhì)量的變化也是如此。
27日凌晨起，冷空氣正式抵達(dá)，北京的AQI指數(shù)如斷崖般下跌，空氣質(zhì)量也明顯好轉(zhuǎn)。
AQI的所有相關(guān)的指標(biāo)也呈現(xiàn)出相似的波動。
而最新的一次霧霾過程中，北京依然呈現(xiàn)出三個非常明顯的波動。
所以，總的來看，AQI一天的大致變化：白天AQI數(shù)值相對較低，中午前后是低谷，夜間霧霾較重（AQI峰值）。
在沒有特殊天氣的時候，當(dāng)天AQI走勢跟氣象條件有一定的關(guān)系。這里面需要提到一個“逆溫”的概念。
什么是逆溫？一般情況下，大氣溫度隨著高度增加而下降，可是在某些天氣條件下，地面上空的大氣結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的反常現(xiàn)象，氣象學(xué)上稱之為“逆溫”，發(fā)生逆溫現(xiàn)象的大氣層稱為“逆溫層”。
在冬半年，由于地面相當(dāng)于大氣為“冷源”，夜間輻射降溫明顯，這樣就有可能近地面的空氣會比上層大氣溫度低，這其實就是“輻射逆溫”，這種“下冷上熱”的逆溫層結(jié)一旦形成，空氣無法上下對流，像一個蓋子一樣，污染物就很難擴(kuò)散。需要注意的是，這種逆溫往往在黎明前最強(qiáng)，日出后自上而下消失。
而逆溫層被打破后，污染物將會得到擴(kuò)散。這也解釋了，為什么白天污染往往較低，而入夜后，污染物濃度不斷堆積，不容易擴(kuò)散，AQI指數(shù)偏高的原因。
結(jié)論：如果一天當(dāng)中外去時段可以選擇話，那就是白天太陽升起之后，日落之前咯。但是有冷空氣來的時候會有意外發(fā)生。
