10年了,關於霧-霾成因的研究,有了這個答案!

2020-12-06 中國氣象報

網際網路是有記憶的

搜索「霧-霾」

2005年,國內媒體首次提到「霧霾」

「PM2.5」的百度百科建於2010年

也是在2010年

新華社撰文提醒霧霾對健康的影響

2013年秋冬季

東北華北霧-霾集中爆發

人們開始科學認識霧與霾的區別

「霧-霾」這一標準用法

逐漸普及

如果從科學家著力研究

霧-霾成因及危害算起

已經歷了近10年時間

日前,記者採訪了中國工程院院士

中國氣象科學研究院研究員張小曳

探討霧-霾成因

及氣候變暖對其影響

#罪魁禍首

以煤炭為主的不清潔能源過量消費

雖然大家已不陌生

但還是再來認識一下霧-霾

霧和霾都與氣溶膠粒子有關

大氣氣溶膠是懸浮在大氣中的固體和液體粒子的總稱,包括一次氣溶膠和二次氣溶膠,直徑小於2.5微米的氣溶膠粒子被稱為PM2.5。氣溶膠粒子主要自然來源是表土、海洋、植被,而人為排放源則主要是化石燃料燃燒、生物質燃燒、土地利用和土地覆蓋的變化,以及塗裝、塗料、化工等。

空氣的能見度主要受氣溶膠粒子小水滴影響。由小水滴引起的能見度小於1公裡時,稱作;由氣溶膠粒子和吸溼性氣溶膠引起的能見度小於10公裡時,稱作。過去的霧-霾是自然現象,氣溶膠是背景氣溶膠,我國現今的霧-霾已不是完全的自然現象,受到人類活動導致氣溶膠汙染的嚴重影響。

張小曳指出,我國一些地區霧-霾嚴重的根本原因,主要因素有兩類:一是排放,二是氣象條件(氣候變化、天氣變化),其中,以煤炭為主的不清潔能源過量消費是主因

#幫兇

氣候變化

如果氣候變化在霧-霾變化中的作用超過50%,那麼可認為氣候變化起到控制性作用。那麼,氣候變化到底是「主謀」還是「幫兇」呢?

張小曳認為,各種氣象因子或多或少與大氣汙染有關,但是每個又不能全面、線性反映汙染程度。為此,他的團隊一直在不斷發展綜合各種氣象條件的不利氣象指數(PLAM),將與汙染聯繫最密切的氣象條件與氣溶膠質量濃度建立定量、線性的聯繫。PLAM數值越高,表明氣象條件越差。

從1960年到現在,PLAM 年代際升高了約30%。通過分析1960年到2013年北京PM2.5的變化發現,其中有30%是氣候變暖造成的。這表明,氣候變暖對區域性霾汙染有影響,但沒有起到主導作用;汙染排放依然是主因,國家汙染防治的方向和舉措是正確的。

但氣候變化的影響依然值得重視

來看幾個事例:

#華北的霾

我國華北主要大城市的霾汙染,通常分為兩個階段:初期階段後期階段。特別是在後期階段,爆發性增長的主導機制是什麼,成為有關重汙染成因的核心問題之一。

通過研究發現,在排放穩定階段,不利氣象條件是霾汙染出現的必要外部條件。在汙染形成初期,出現了以區域氣團穩定、水汽凝結率高為主的不利氣象條件。當汙染累積到一定程度後,會使氣象條件進一步惡化,出現爆發性增長,閾值一般是PM2.5大於100微克/立方米。這時會出現逆溫、低層增溼、地表輻射-湍流減弱等現象,由於湍流進一步減弱,邊界層高度會壓縮到汙染初期的三分之一。因汙染累積,區域大氣更加穩定和水汽凝結率增加等不利氣象條件進一步轉差。這形成了顯著的雙向反饋機制,即氣溶膠削弱了到達地面的太陽輻射,抑制邊界層發展,使所有汙染物在水平及垂直方向「稀釋」能力明顯下降。正是其主導了汙染後期PM2.5的爆發性增長,而不是因為排放突然增加。

#疫情期間的霧-霾

今年春節,新冠肺炎疫情期間出現了一次持續性重汙染事件,其不利氣象條件是2013年以來最差之一,但其PM2.5濃度較2016年同樣氣象條件過程下降34%。張小曳認為,這是因為汙染的內因還沒有完全消除,還沒有消減到足以和不利氣象條件脫鉤的地步。因為排放與汙染是非線性關係,雖然在疫情期間排放減少了,但遇到不利氣象條件,仍然會出現嚴重的霧-霾天氣。

如何應對?

由於不清潔能源的過量使用是我國霧-霾嚴重的最根本原因,張小曳建議,未來汙染減排仍是重點,應控制煤炭消費總量,增加天然氣、非化石燃料使用;加強煤的清潔使用;減少人為揮發性有機物;加強對機動車、氨氣的控制等,同時,應儘可能提前預報霧-霾,減少其產生的不利影響。

十年了

其實人們能明顯感到

北方不少大城市的霧-霾影響

要比2013年前後改善不少

當然

距離大氣環境的徹底改善

我們還有很長的路要走

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