樓層高低與霧霾到底存在什麼樣的關係？抗霾哥Mike的那個測試靠譜嗎？
看到一個叫抗霾哥mike的蛋疼外國人，八軸飛行器測了高度與PM2.5的關係，視頻看上去很酷，不過他的結論靠譜嗎？
整理了近幾年幾篇SCI文獻，得出的結論是：
- 越高的地方PM越少，是對的，但是減少的很有限。
- 某些條件下，400米高空，PM2.5可以降約20%。
- 有風和沒風關係不大。
也就是說，住到400米左右的高度，120多層，少吸20%霧霾。
數據一
2002年，有人用萌萌噠熱氣球測量了0-1000米高度的PM含量。他們發現，白天，隨著高度的增加，粒徑為0.3-0.4微米的PM2.5增加、0.4-2微米的PM2.5無變化、PM10減少。在800米高空，PM10大致減少了70%。夜間，0-600米範圍內，所有PM都隨高度增加而升高。(Maletto 2003)
數據二
2013年有人測量了北京居民區0-50米高度的PM2.5和PM10的分布情況，有風的無風的都測了，並沒有什麼顯著差別(Li 2014)。
他們還用萌萌噠熱氣球測了曠野里的PM2.5和PM10，數據說PM2.5在400米以上高空降到了地面的80%以下， 而PM10在100米的高空就降到這個值了。爬400米，降20%，跪了。
數據三
2010-2013年，有人在廣東塔上121米和454米的位置測量了兩年多，發現454米處的PM1、PM2.5濃度比121米低20%。(Deng 2015)
數據四
2014-2015年，又有人用無人機測量了長三角地區300-1000米高空PM2.5的數據： (Lu 2016)
這篇報道和【數據一】的報道都表明，即使在1000米的高空，PM2.5也並沒有什麼可喜變化。當然，上圖a和b也表明，空氣質量良好的時候，PM濃度隨高度上升，還是會將不少的(這有毛用啊)。而有污染的時候，高處和低處的PM濃度差別就幾乎為零了。
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一、題主的問題存在一定的問題
首先，既然在知乎這麼嚴肅的地方有必要就題主這個問題的嚴謹性嚴肅討論下。
題主問題中所提到的「霧霾」無論是從字面意義還是從物理意義上都是由霧和霾組成，
1、霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統，多出現於秋冬兩季。當目標物的水平能見度降低到1000米以內時，懸浮在近地面空氣中的水汽凝結（或凝華）物的天氣現象被稱為霧（Fog）。
2、霾是空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統。
是不是沒聽懂我說的啥？
其實這搬來的百科詞條內容，我看著也有點暈，如果要用一個大家都能聽得懂的話來描述，就我個人理解：
霧就是空氣中的細小水滴，太陽出來一曬就沒了；
霾是飄在空氣中細小顆粒狀的粉塵，太陽曬再久都還會在。
同時霾通常會吸附在霧上面，有霧不一定有霾，有霾卻一定有霧。
當人們提到霧霾時，通常是說空氣中的可吸入顆粒物,也就是霾。按直徑大小來講，（霾）顆粒物分為PM10與PM2.5兩種計量標準。
1、PM10通常沉積在上呼吸道，你的鼻毛和呼吸道黏膜可自凈化吸入量約95%的PM10，而剩下5%通常會通過咳嗽、噴嚏、吐痰等肺部自凈行為排出體外。
2、PM2.5因為直徑小，鼻毛、呼吸道黏膜都無法吸附。而PM2及以下的顆粒物則可直接深入到細支氣管和肺泡，甚至進入血液，並引發各種疾病。
那麼，題主為什麼要問霧霾？
雖然與你不熟，但就我個人揣測應該是和我一樣看到了很多下面這樣的新聞，然後開始關注「霧霾」。
——————————新聞示例——————
《每年210萬的過早死亡病例與顆粒物污染有關》
《人類的平均壽命因為空氣污染很可能已經縮短了5年半》
《全球每年300萬兒童死於環境污染》
——————————新聞示例結束——————
報告數字不一定精確，因為我所看到的新聞沒有附上證明報告地址什麼呃，但有點我能非常肯定，科學已經達成共識：霾對人體有害，兒童和老人由於呼吸道抵抗力的降低，對其健康危害度更大。
因為對人體有害的污染物主要集中在PM2.5，所以人們一提霧霾其實大多時候都是說的PM2.5，那麼我揣測之下將題主的問題轉化為
《樓層高低與PM2.5到底存在什麼樣的關係？》
別急，還不夠嚴謹。再看看題主的原問題《 樓層高低與霧霾到底存在什麼樣的關係？》
1、假設題主是人類，那麼他必然不會飛，也不能在空中懸停生活，所以對題主有意義的數據是室內PM2.5值與樓層高低的關係。所以當題主是人類時，這個問題應該嚴謹的轉化為：
《室內PM2.5值與樓層高低到底存在什麼樣的關係》
2、假設題主不是人類！那麼請先回答我一個問題，約嗎？
二、室內PM2.5值與樓層高低到底存在什麼樣的關係
先說所在高度與PM2.5變化的關係
@maggie 曾提到過的一個報告《北京秋冬季近地層PM2.5質量濃度垂直分布特徵》楊龍等 環境科學研究 Vol.18,No.2,2005 中做過一個實地調研測試。
研究結論：
秋冬兩季ρ(PM2.5)的垂直分布隨高度增加而呈對數遞減的規律; 風速隨高度的變化遵循對數規律; 發生逆溫時,大氣層結穩定,垂直方向上的湍流受到抑制,風速與PM2.5逐時質量濃度在垂直方向的分布呈較好的線性關係,ρ(PM2.5)隨高度改變呈顯著的對數相關關係;
而在非逆溫的情況下,PM2.5逐時質量濃度垂直分布與風速線性相關的概率較小,質量濃度的垂直分布與高度的對數關係不顯著。
大氣污染相對容易發生在逆溫天氣下：秋冬季逆溫天氣比較多，在逆溫天氣下，大量煙塵、水汽等聚集在逆溫層下面，使能見度變壞，易造成大氣污染，ρ(PM2.5)隨高度改變呈顯著的對數相關關係。
看懂了嗎？我個人覺得比開頭所提到的百科詞條的專業辭彙還難，而且「對數」這個詞讓我想起了三年從未及格的高中數學給我的不堪回首的記憶。
——————————說點我看得懂的————————
PM2.5的混合高度至少350米，這個高度已相當於120層樓的高度，這就像是給城市蓋了一層「厚厚的霾被子」；三樓以下最「臟」，三樓以上呈均勻分布。
在350米之上，是蔚藍、清晰的天空，在這之下，是灰濛濛的空氣，其中裹埋著厚厚的污染物，飄浮在近地層。
大城市這幾年污染物厚度變大，PM2.5的混合高度至少350米，有的時候，也會跑到離地面更高的城市上空，厚的有1公里。
————————再看看建築物高度————————
top1:哈利法塔也叫迪拜大廈，是阿拉伯聯合大公國迪拜的一棟摩天大樓，一共有162層，總高828米。
看照片就知道，人家當然不需要考慮霧霾。
看照片就知道，人家當然不需要考慮霧霾。
而以抗霾哥mike所在城市成都的數據來看，成都目前最高建築是四川電視塔，339米 第一高樓是華敏，164．5米 第二高是中銀大廈，160．0米 第三高是建行大廈，158．5米。
而最普遍的樓層標準，一般樓也多在30-40米的高度。也就是說，污染時段，幾乎所有高樓都在污染氣團中。
總結起來，污染氣團的出沒規律是：夜裡它飄浮的位置可能會低一些，晴朗的白天，因為擴散充足，它可能會飄浮到稍高一點的天空中。嚴重污染時段，PM2.5大氣污染時空分布基本均勻分布。
一到三層為濃度最高的區域，即10米以下才是最髒的。數據顯示，PM2.5濃度和PM10，濃度是1-3樓最高，後面就開始下降，並呈現分布均勻的狀態。
在底層地面濃度相對高一些，其他更高層的分布，依然均勻。
研究顯示，個頭在100個微米(PM100)以上的顆粒，才會出現明顯沉降，在地面濃度尤其高，直接的顯示是揚塵大，「灰」大。
所以如果題主的問題初衷是因為將要買房賣房或者租房什麼的而提出的，那麼其實你應該考慮的是,朝向、雜訊和採光等才是應該考慮的客觀因素。
---------樓層所在高度室內與室外PM2.5值的關係-----------
來自 @李穎 的示意圖
室內的顆粒物，有可能來自外界，也有可能是本身的污染，情況相對比較複雜的。在閉窗情況下，顆粒物進入室內需要考慮布朗擴散、重力沉降和慣性撞擊，這三種作用會在一定程度上降低可懸浮顆粒物的濃度，包括 PM2.5。整個過程中，室內外風速、濕度等等都會造成影響，在沒有室內污染源的情況下，室內的空氣質量相對較好。
PM2.5室內外濃度在所有通風模式下都高度相關，線性回歸模型表明，75%的室內濃度日變化取決於室外濃度的日變化。
也就是大多數人的直觀體驗，室內比室外同等高度的數值要低50——100左右。
三、抗霾哥Mike的檢測結果靠譜嗎？
先說測定原理，以下為截取抗霾哥Mike微博里發的示意圖
由示意圖可以看出，義大利佬mike其實是用一台豹米空氣凈化器拆借元件組合成了一個簡易的pm2.5檢測儀。主要利用這個空氣凈化器的app遠程遙控和支持實時顯示pm2.5數值功能。
——————至於為什麼要用豹米而非小米、blueair的————
我個人認為有以下幾個原因：
1、 這貨便宜，買一台新的成本才998。雖說老外不缺錢，但也沒聽說過喜歡浪費。
2、 據資料顯示，這個採用攀藤科技的pm2.5感測器，據說是工業級準確度，主動式激光探測器。比小米的紅外線探測那個準確度和靈敏度都要高。
3、獵豹給錢了，所以用他家的凈化器來拆，不錯我怎麼看都像覺得mike可能被獵豹贊助了，有廣告嫌疑。
4、 據之前的一些測試報告指出，這個感測器的準確度和靈敏度和tsi 8530那個五萬多的檢測儀非常接近。如下圖，這個太重了，八軸飛行器的升力應該無法將它帶上天。
就原理來看，測試數值和精度都應該靠譜，比較接近真實值，當然如果非常嚴謹的來看，pm2.5是一個不斷變化的東西，因為風、熱對流的影響，pm2.5是隨時在變化的，只有在不同的高度設置靜止的檢測儀器，長期堅持檢測，從大數據上得出推論！
給大家看點感興趣的：
攀藤科技的感測器業內據說130元左右，而環境監測的設備如下
————————————以下新聞內容——————————
●一套PM2.5監測系統價值130萬元
紫陽監測站位於武昌區園林局內一棟4層小樓樓頂，面積大約四五平方米，放有兩台形似冰箱的設備。市環境檢測中心自動化系主任王建民說，這「冰箱」里的設備有大用處，「除做常規的二氧化硫等含量檢測，還可檢測PM2.5」。光是檢測PM2.5的設備就需要約30萬元；監測站必須常年保持25℃恆溫；為了保證準確度，每周還要更換一次空氣吸附膜，需要400元；整個系統價值高達130萬元。
王建民告訴記者，目前國際上通用的PM2.5測量法主要是振蕩天平法和貝塔射線法。從所用設備到技術規範都有一整套嚴格的標準，「為了得到科學的結果，要20小時不間斷測量」。
————————————以上為新聞內容——————————
130元與130萬元的設備的區別有多大？雖然沒有一萬倍，但要就科學研究的嚴謹性上來講，還是會有一定的差距吧。
————————室內空氣質量與樓層高低關係謠言——————
「9—11層，別以為不高不矮，價格不貴，大家都搶著買，這是大錯特錯。這幾層正好是揚灰層，臟顆粒到這個高度會停留，PM2.5濃度最高，是最髒的幾層。」在時不時被霧霾籠罩的各大城市中，一名售樓小姐關於「黑色樓層」的言論引起了軒然大波。
————————————闢謠————————————
售樓小姐的話能信嗎？
其實100微米（PM100）以上的顆粒才會明顯沉降；重量很輕的PM2.5不遵循重力沉降的定律，而是漂浮在空氣中平均分布。
————————回答題主問題的答案來了————————
1、如果是買房別看樓層了，住1樓和住10樓都在霧霾里，上空氣凈化器是必須的。買10樓可以圖個清靜，能買到一樓你可以開個茶館超市做生意。
2、如果是樓層為1-3層，先擔心PM10吧，最好多關門窗，汽車尾氣，揚塵很容易影響室內環境，
3、由樓主問題所想到的，既然有人問樓層高低與室內空氣環境的影響了，那麼我這裡也有一個問題問問大家，身高與呼吸受pm2.5影響呈什麼變化關係？
項目已做完，來總結一下，之前寫的答案過於片面了。
首先，這是一個廣告。所以感測器數據的實現方式不是很好，他要通過飛機上的熱點連手機然後把數據傳到手機上再用相機錄下來圖傳傳回地面。這是一個效率很低的方式。
那我就說說這裡的問題
1.感測器用的不是很好。
雖然普遍的空氣凈化器以及小型霧霾感測器裡面的pm2.5濃度感測器是激光感測器，但是數據要準確的話一般是吸入式的，就是要過一層濾網。這裡面的實驗直接將激光感測器拆了出來，裸露在空氣中測得。這樣的話會把空氣中的pm10以及其他顆粒物一併檢測，這就涉及了感測器精度的問題。他們聲稱是測得pm2.5濃度，這點對於數據可靠性有影響。
而且，PM2.5感測器一般是生成一個電壓值，而濃度的計算則是需要溫度校正的，不清楚這裡校正了溫度沒有。
2.關於結論
我做的這個項目飛行高度從0-110m，最後的出的結論是這個高度區間內，pm2.5濃度和高度正相關。
pm2.5的垂直分布涉及諸多因素，天氣，溫度（一天之間的時間），以及周圍的建築情況。老外那個實驗選擇了幾個地點進行試驗，但除了會展中心，沒有都選擇相對空曠的地點，或者相同的建築環境。
有一個氣象學的規律師，一天之中，大氣會被太陽輻射加熱，從而近地面空氣上升，將污染物帶上去。所以一天之中下午左右的時間近地面污染物是最少的。
而到了一定高度，污染物會相對平穩甚至消失。這個高度是多少暫且不知道，老外的實驗是測到了這個高度，大約在一百三十米左右。這個高度是否正確鑒於第一點感測器的原因暫時不知道。而且他們4個實驗是在一天之中進行的，到了會展中心，天已經快黑了。所以污染物分布情況肯定會不一樣。
綜上，他們想法是好的，但是實驗有著諸多不足，而關於實驗本身，污染物的垂直分布是沒有普遍規律的，每個地方的環境不同，所以規律也不同。
這就是關於他們的實驗以及氣象學結論。有關我們的項目我就不過多的在這說了。
PS:有專家這樣說
——&>&>&>故事是這樣的：
自從有霧霾開始，《天氣預報》開始把「空氣質量」作為一項指標每天預報。當然，一方面可以反映「天氣預報」服務質量和內容的全面提升；另一方面也反映出，人們開始關注空氣質量與身體健康的內在關係。隨著現代工業的發展，城市居住的環境也面臨著較大的挑戰：空氣的污染、雜訊污染、水污染、固體廢氣物污染等成為干擾城市居民生活的幾大重點。其中尤為重要的是我們日夜呼吸的空氣污染，要生存你就得時刻呼吸，那麼，空氣的質量的好壞，直接關係我們身體的健康質量。雖說現代科技手段的發達，可以進行室內局部空氣的調節、凈化。但總歸沒有清新自然的空氣來的讓人舒服順暢。
一般的購房者，在買房子的時候總是對房子的質量、戶型、價格、交通配套等「橫挑鼻子豎挑眼」，比了又比，挑了又挑，既要離工作地點近、生活配套設施齊全，出行還要方便，真可謂是精挑細選。俗語說的好「智者千慮，必有一失」，儘管我們考慮的比較周全，但總是不可能面面俱到。如果說上述因素的選擇是一種平面橫向的選擇的話，那麼，關於樓層高度的縱向選擇，您仔細考慮過嗎？我們往往考慮較多的是通風、採光、觀景，可能很少有購房者會顧及到某些細節。橫向的選擇固然不容忽視，縱向的可不能小瞧。這就是我們所說的「空氣質量與樓層高度」的關係問題，雖說空氣是流通的，但不同的樓層高度因不同因素的影響，空氣質量還是存在較大的差異。
——&>&>&>什麼樓層的空氣質量最差？
空氣是流動的，存在極大的不穩定性。並且，空氣的無色無味等特性很容易讓人忽視它的污染甚至存在。安家置業，是人們一輩子的重大事情。每日從繁忙的工作中解脫出來，回到家中，如果還是坐在污濁的空間里呼吸著污染的空氣，身體能健康嗎？
在歐洲，住在六層以上的樓層被認為有害健康；在美國，高層住宅的房價比低層便宜一半；在俄羅斯，一樓失寵……實際上，每層都有自己的小氣候。樓層不同，對我們生活的影響也不同。日前，俄羅斯有關科學家在《科學與生活》上發表文章，探討人類合理居住高度的問題。專家們認為，從一樓到三樓，人們通常生活在樹冠下面，離地面很近，常常能傾聽到到各種自然的聲音，同外部環境的聯繫也較緊密。從心理舒適度來說，生活在這個高度是最好的。
但接近地面的生活也有不足：空氣循環減緩、空氣換氣受阻、陰影和濕度增大、污染也比較嚴重。據了解，城市空氣的污染主要是以機動車尾氣、餐飲業油煙、可吸入灰塵顆粒為主，空氣中飽含甲醛、一氧化碳、氮等有害物質，其中尤以油煙為甚。大街小巷和居民區內的餐館酒樓，很多都未安裝煙囪或油煙處理設施，油煙直接散排，這些點源大都在居民集中區內，一個點就影響到一大片，一家餐館影響一棟樓甚至幾棟樓的居民。餐館產生油煙的過程中，樓上的居民特別是二、三樓居民有的根本無法打開窗戶，滿屋子都是一股油煙味道，有的居民家中的傢具和家電錶層就是一層油膩，所以在買房時這方面的考察也不容忽視。最好不要選擇臨街、臨路處的房子，選擇低層居住的至少遠離汽車路幹線200米才算安全。
——&>&>&>是不是樓層越高，空氣質量就越好？
現代社會，高樓大廈的住宅，使人有種「一覽眾樓小」的感覺，一般認為高層視野較開闊，空氣質量較好，噪音小；自然風大，採光較好，日照時間長，有的朝向太陽照射達到七八個小時之久。那麼，是不是越高越好呢？但是，城建生態學家卻認為，理想住宅的標準是：房子不超過六樓，自然景色優美，一邊是公園，另一邊是秀水。樹和水都是極好的過濾器，不讓塵土通過。居住樓層不要超過六樓。
因為高層的空氣並不像想像的那麼新鮮，大大小小的煙囪幾乎包圍城市，30米以上難免集結起有害物質。一般條件下，氣溫是隨著高度的增加而降低的，平均每上升100米，溫度約降低0.6度，這樣，大氣低層溫度高，空氣密度小；高層溫度低，空氣密度相對較大，造成了「頭重腳輕」的現象，大氣層結就不穩定容易上下翻滾而形成對流，這樣就會使低層特別是近地面層空氣中的污染物和粉塵向高空移散，從而減輕在大氣低層污染程度。而這個移散高度就是環境學上的揚灰層，揚灰層的存在是指：「由於氣流和建築微環境的影響，建築物在一定高度範圍內的部分灰塵密度較大。」也就是說，空氣中的塵埃、有害物質在這個高度有個停留的過程，其實，由於「峽谷效應」的影響（「峽谷效應」指的是周邊有公交幹道或工廠、以及高樓密集的住宅，在街道風的作用下，含有灰塵的氣流不是平穩移動、而是在高樓之間的某個區間上下「徘徊」。）近地面的污染物隨氣流上升到一定高度後又向下或水平方向消散。這個「高度」，大概在30米左右，也就是8－11層之間。
「其具體高度受諸多方面因素影響，在不同地區、不同城市、不同市區甚至不同小區都有差異。這跟灰塵密度、周圍建築高度和氣流湍流特性都有關係。」這就表示，「揚灰塵」不可能有統一的數字劃分概念，也不能一概而論。眼下很多小區密集區高層住宅的中間位置有一個「污染物高密度區域」。說白了，這些樓宇的8－11層之間灰塵會逗留其間，在此過程中，居住者會與灰塵「同呼吸共命運」一段時間後再「吻別」。空氣中的塵埃大多集中在這個高度，因此住在這一層的居民不適合長時間開窗通風。大家買房時也盡量避選這一區間。
綜合各方面因素，小高層選樓層最好不要超過六樓。六樓最好，接著依次為五樓，四樓、二樓、三樓，七樓、八樓九樓……一樓空氣中鉛等重金屬集結（一般懸浮在2米以下），其實對老人、小孩也不利。高層選樓層最好也避開8—12層這個區間樓層，往上空氣質量可能要稍微好一些。當然選樓層也不能一概而論，具體還得看項目所處區域的大環境、周邊的建築密度、空氣擴散速度、有無污染源、綠化程度等情況而定。
——&>&>&>若即成事實，該如何改善？
這裡，記者只是就空氣質量的一個方面做了探討，可能有失偏頗和放大嫌疑。但在實際生活中，開發商不可能不建高過30米的房子，也不可能每棟建築裡面建空中花園，該建還是得建，該買的還是得買。綜合各方面考慮，兩相其害，取其輕者，購房者可能還是會買處於這個區間的樓層。況且還有不知多少的居戶們早已生活在這個空間，既然事已註定，我們需要了解的是該如何改善室內小氣候，以盡量避免給我們的身體健康帶來損害？
——&>&>&>結論的廢話：
不要給我說這些感覺都是些廢話。
——&>&>&>期待：
還有人會來回答么？醬紫真的不好
用直升機攜帶儀器測試不太靠譜吧，不會受到風力影響？
他是飛機上面豎起一個儀器來測的嗎？根據我們公司專門做建築綠色生態指標測算的工程師說法，污染物是在建築物中段聚集。具體原理我回頭考證一下。
我認為在霧霾橫行的今天，是有必要在這方面探討一下，可惜非專業，只能翹首以盼各位大師的解答了
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