北印度雾霾因气溶胶而加剧

冬季雾是印度恒河平原最严重的天气现象之一，会扰乱航空和铁路运输，影响社会经济稳定。然而，由于观测能力限制，雾层的垂直结构解析一直存在挑战，而雾厚度对预报雾的持续时间至关重要，尤其对航空业意义重大。此前研究表明，雾层的垂直增长与湿度、风速和气溶胶浓度等有关，印度北部冬季的高颗粒物污染水平也较为典型，但气溶胶如何影响雾层垂直增长尚不明确。

本研究利用15年（2006-2021年）的CALIPSO卫星垂直观测数据，建立了雾识别框架，发现恒河平原雾的气候平均厚度在0.4-0.6公里之间。通过分析发现，雾上方的气溶胶光学厚度（AODFOG）与雾厚度呈正相关，高AODFOG条件下雾更厚（增厚约17%），且雾顶部液滴有效半径更大。为探究机制，研究使用WRF-Chem模式进行云解析尺度模拟，结果表明：高气溶胶浓度会增加雾滴数量浓度和液态水含量，释放更多潜热，增强浮力引发的垂直混合；同时，雾顶部液态水含量增加会强化长波辐射冷却，形成冷饱和条件，进一步促进冷凝和大液滴形成。这种由热力抬升和辐射冷却驱动的气溶胶诱导垂直混合，共同放大了冷凝过程，导致雾增强。

此外，研究还发现这种雾增强现象在夜间更为显著。气溶胶的辐射效应在夜间会形成强逆温层，困住边界层内的水汽，促进冷凝和垂直混合；而白天气溶胶的辐射效应则会抑制湍流，阻碍雾的垂直增长。研究结果揭示了气溶胶通过潜热释放和长波辐射冷却正反馈循环增加印度北部雾厚度的机制，强调了控制颗粒物污染以减轻雾对社会经济影响的紧迫性。