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朱定真:雾霾,只能等风吗?

2015年12月21日16:22    来源:人民网-科技频道    手机看新闻

人民网北京12月21日电 中国气象局研究员朱定真今天在人民网和中国科普研究所主办的《TALK科学-2015年度科技热点追问》年终活动上发表题为《雾霾,只能等风吗?》的演讲。

全文如下:

大家下午好。确实现在雾和霾已经成了热点话题,而且即便是今天,我们外面的空气背景还是被霾笼罩着。所以,霾这个问题,确实已经引起了方方面面的重视,而且,围绕这个话题也有各种说法。今天以我的知识,争取给大家报告一些有关霾的背景情况,特别是我们对于霾是不是只能等风来了。

11月的时候中国团的领导曾经说过这样一句话,我觉得我特别有同感。就是气候变化、环境保护、治理大气污染是同根同源。这个实际上就给我们说,霾的治理需要多长时间,埋下了一个伏笔。我们知道雾和霾对我们专业来讲是两个现象,完全是两个天气现象,我们在我们的监测上面也是有两种符号来表达的。雾应该就是落地的云,大家可以想像,云是什么样子的,它是有边界的,是水汽比较足的,而且云可能是干净的,除非有污染物混进去才是一个脏的。可是霾就是天空中的灰尘。如果从监测图上也能看出来,这是雾的图,边界很清楚,白亮的,而且我们雷达回波上也能看出来,而且雾真正的形成是静稳的天气,但是要加上水汽和温度,也就是说水汽在一定温度,低温降到一定程度的时候,达到了饱和,才会形成能见度降低的时候,这个叫起雾了。雾有边界,有季节变化,有日变化,因为它跟温度、水汽有关,所以每天如果早上有雾,夜晚里有雾,白天因为有日照,所以雾会消散。同样,在秋冬季节,因为近地面层的辐射吸收得比较少了,相对温度低了,而且这个时候静稳天气比较多,温度低了,只要一定的水汽条件具备,在这个季节就是我们中国雾的高发的时段。

对于霾来讲就有区别了,霾同样要静稳天气,但是一定要有大气的悬浮颗粒物,而且这些悬浮颗粒物要能够达到使能见度降低的程度,这个时候我们才说是霾。霾的特点,从图上也能比较出来,没有边界,模模糊糊的,也没有季节变化和日变化,因为它要的条件就是污染物和静稳天气。我们说雾和霾,哪怕在同一张图上,我们也能够区分出来的。所以,我们现在一般专业上不叫雾霾,中间必须打上一个点。

对于静稳天气来讲,为什么每一次强调都是静稳天气才开始关注雾和霾,这个图上可以明显看到,每当静稳天气出现以后,紧接着PM2.5的浓度或者霾就跟着开始出现一些风云,所以静稳天气确实是形成霾的一个诱因。这也是因为我们考虑到所谓的静稳天气就是空气不大流动,或者闷在一个很窄很薄的层里面,在这个里面混合着流动,而不像正常的扩散条件好的天气,整个大气是开放的,是可以扩散出去的。所以,污染物是不可以聚集的。所以,这种我们叫静稳天气。

对于我国现在雾和霾的形成,有科学家已经做了研究,主要是居高的气溶胶浓度就是大气悬浮颗粒物,当然这个过程中也可能受到气象条件的影响,出现二次气温下的增多,然后出现混合等等其他化学物理的一些反映,逐渐逐渐地形成这种霾,就是能见度下降这种现象。而且这种现象一旦形成,它有可能造成恶性循环,水汽会增加气溶胶的稀释,稀释以后颗粒物变大,颗粒物变大对能见度的影响就更大。同样在这个过程中,通过光化学反应,原来相对低毒的物质又会变成比较或者毒性更强的物质,所以这一个循环是会对整个的我们的人的影响比较明显的,而且确实又是因为有天气原因作为诱因的。既然霾是这么形成的,或者雾是这么形成的,霾的消失或者霾的减弱是不是只能等风?如果从专业上讲,污染物如果在定常排放,就是污染物不变,天天工厂该生产多少就是多少,每天大气的污染物不去改变它,那么在定常排放的情况下,大气的扩散条件一个就是垂直的流动,我们叫对流,一个是空气的水平运动,这个叫风,秋冬季对流变弱,热力条件不好了,在我们现在这个季节确实只有等风来。如果说我们对天气来讲的话,只有等风来,才是增加我们的大气扩散条件的一个办法。但是我们知道自然界的雾和霾一定会伴随我们下去的。因为自古,甲骨文上就有霾这个字,当然那个时候是以灰尘,或者灰霾为主,现在我们所谈的霾可能毒性更大,含量更复杂了。对于这样的情况来讲,霾是可以降低它的出现频次,或者它的毒性,就是通过我们的努力。但是,雾和霾应该依然是一个自然的现象,会长久地存在。

我们现在说的对于我们现在最近这些年形成的这些霾,有研究,它的元凶主要还是污染物,或者叫气溶胶,当然还有我们也可以叫做总悬浮颗粒物,总悬浮颗粒物一般指的是0.003到100,小于0.003,看不出它是液体、固体,太小了,大于100,沉降得非常快,不会悬浮。我们现在讲的大气悬浮颗粒物是在这个尺度内。大于30的又很容易降下来,就是持久不了多久。小于10的往往悬浮的时间长,而小于2.5的是容易被吸进去。所以我们现在老在说2.5,实际上只是一个尺度,并不代表这个2.5就是有毒的,可能是其他的低毒或者无毒的物质。我们为什么说要等风?

我们现在看,最近为什么霾,大家的感觉频次多了。我们从专业的统计看,确实大风日、多风日少了,它是不是有一个配合?我们一般来讲,高层,我们对于整个环流来讲有一个西北风,在低层确实会有高压这些形成,但是在高层一旦这个环流非常平直的情况下,我看了今天的图,要比今天平得多,在平的时候,北方的冷空气下不来,北方的冷空气下不来,就带不来风,没有冷空气活动,甚至没有寒潮。而低层大家可以看到,高压是这样转的,顺时针转的,我们处在高压后部,正好偏南气流过来,偏南气流过来带来了足够的水汽,这是我后面要说的,在我们最近形成这种比较浓的霾的一些天气条件。气候变暖是不是影响这个活动?确实。因为气候变暖,南北温差减小,我们的风是靠气压差形成的,就相当于我们的水要从高处流向低处,如果这个落差开始减小,它的流速就会减弱,所以极地的冷空气往往不容易大举南下,这个就是气候变暖造成的环流相对平直,我们叫纬向度增加、经向度减小造成的这个,这个理由应该是存在的。就是因为气候变暖带来了冷空气的减弱,纬向环流成为了一个常态,造成了静稳天气的增加,形成了雾和霾的天气频率的增加。这个是北京的1981年到2013年的大风日的对比图,可以明显看到,到现在大风日在明显减少,这就是一个佐证,我们再看看风速的变化,也是在减小,所以确实从我们观测资料来看,我们现在的风少了,大风少了,风速也小了。当然还有专家认为,现在的霾的减少是最近50年来降水日减少了,对于沉降物的刷洗作用减弱了,所以霾多了,当然这也是理由。再有我们开头提过的,温室气体的产生和霾的形成是同源的,可是我们都知道,现在的生产生活造成的这种温室气体,当然它也是全球性的,确实在不断地上升,所以,对于霾的形成,也是有它的正的作用。

我们再看看为什么最近大家感觉到好象霾重了?我们看看天气的实况。一个,风速确实比较小,第二,大气纯洁的稳定度,是扩散能力减弱了,还有静稳程度高了,混合层的高度比较低。这个混合层大家听得比较少,相当于空气近地层的那个厚度,原来一般对于北京来讲应该一千米左右高度,但是最近几次过程,特别是前一次最厉害那一次过程,都不到百米。这就代表着污染物活动的空间大大压缩,所以,浓度明显增长。还有就是相对湿度高,吸湿增长和化学反应比较明显。最近的几次雾或者是霾的浓度的增加,确实有它的天气背景的存在。还有就是我们偏南风输送。

最后的结论是什么呢?是不是只能等风吹,我个人的意见,我们治理霾,还是人努力要胜于天帮忙,我们老说要等天帮忙才可以,要等吹风。我们还是要从几个方面做,一个我们需要有决心,一个我们需要讲科学,还有,我们还是需要有耐心。为什么这么说?需要有决心,确实我们必须要协调好节能减排,要做很多的调整,企业也要行动起来,方方面面人人动,才能够取得这种效果。

我们需要讲科学,大家都注意到了,这两次我们红色的预警并不是在浓度达到一定程度以后才发,而是在可能达到高浓度的之前,我们发布了红色预警。而其结果,我看到,现在有一些数据出来,因为提前发了预警,提前采取了措施,降低了10%-30%的污染物的排放,这个就是我们说的科学调度。因为治理霾,我们不可以停掉生产,我们不可以退回到原始生活,我们还是要继续社会的发展。这个时候我们可以用天帮忙,就是扩散条件好的时候,我们可以正常的生产生活活动,一旦扩散条件出现变化,有恶化的时候,我们应该天人合一,提前进行调度。这是能够起到作用的。

再有,我们就要推广我们的除霾技术,当然我们注意过程排放,生产节能过程中的排放,还要生产我们的循环再制造技术,如果在这个过程中我们做一些工作,我相信技术上人为的我们这些管理上的功能,对减少霾的发生和加强,一定能够显现出它的作用。当然,我们还有像今天这样,我们需要进行科普,让大家能够了解我们现在到底发生了什么,到底是因为什么发生了。

最后,我还是要强调,我们治理雾或者霾,实际上雾自然现象不需要治理,霾到底是一个灰尘,我们希望它减少。但是雾和霾确实是自然现象,自古有之,而且也会持续下去。我们现在真正做的是,人为的控制,这个人为的控制,和我们应对气候变化是一致的,可是我们同时又之气候变暖这个趋势依然是要持续的,而且持续的不是一个短的时间。我们知道,所有温室气体排放在空中的滞留时间最长可以达到一两百年,所以,过去百年的排放现在还在影响,现在的排放还会影响百年。所以,气候变暖为什么现在全球努力?就是要压住它的变暖趋势,但是,确实这个趋势还会持续。同样,我们都知道,最近中国已经出了承诺,2030年左右,二氧化碳的排放达到峰值,当然会尽早地争取达到峰值,然后开始负增长。这也说明整个的这个过程还是会持续的。所以,我们治理霾的这个过程,必须顺应,一个是顺应自然的原因,还有一个是顺应我们自己的社会发展的一些需求。

所以,我们治理霾,应该说,还是要有耐心。我想就强调这一点。

谢谢。

(责编:马丽、赵竹青)

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