中國霧霾的形成和危害

人人關(guān)注環(huán)保世界一定更美好地方報(bào)告的脫硫脫硝除塵數(shù)據(jù)都很光鮮，但是大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)卻顯示出硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽都在增加。一年前的冬天，因京津冀霧霾問題，中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王躍思接受《瞭望東方周刊》采訪時(shí)曾警告，當(dāng)時(shí)斷斷續(xù)續(xù)的霧霾污染可能會(huì)變成常態(tài)。進(jìn)入2013年，霧霾擴(kuò)散至華東、華南以及東北地區(qū)，造成整個(gè)中國東部的大范圍污染天氣。作為中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）大氣分中心主任、大氣邊界層物理和大氣化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，王躍思一直主持著中科院的全國性大氣霾污染監(jiān)測(cè)工程。就當(dāng)前霧霾情況及未來預(yù)期，王躍思日前再次接受本刊專訪。除了揭示目前大氣污染積累的嚴(yán)重性，王躍思認(rèn)為，對(duì)于專業(yè)人士來說，解決大氣污染的原則性辦法是非常清晰的。但在具體操作層面，恐怕還需要更為強(qiáng)力的推動(dòng)。環(huán)環(huán)相扣造成霧霾《瞭望東方周刊》：過去霧霾多發(fā)于京津冀地區(qū)，為何2013年年初以來，在華東、華南以及東北地區(qū)也先后出現(xiàn)了大范圍霧霾？王躍思：第一個(gè)原因是氣象學(xué)上的。最近出現(xiàn)的多次霧霾與以前的霧霾相比，產(chǎn)生的氣象原因并沒有太大不同。弱低壓或者弱高壓或者均壓場(chǎng)，這種相對(duì)的靜穩(wěn)天氣，表現(xiàn)為沒有水平方向的風(fēng)，垂直對(duì)流擴(kuò)散也很弱，濕度又大，就非常容易造成這種天氣。當(dāng)然，如果沒有地面的排放源，霧還是霧；但是有了排放源，霧就變成霾了。霧就像是燒開水的水汽。霾是什么？一把小米，扔到鍋里，原來是清水，開鍋了就變成粥了。霾就是這鍋粥，顆粒物就是米。沒有污染物的排放，再怎么折騰都是水。一旦霧里面摻上粒子，就成粥了，看著就不透明了，也顯得黏稠。再說污染排放。原來的時(shí)候怎么沒有這么大面積的污染？不能孤立地這么說。原來沒有2013年這樣靜穩(wěn)和高濕的天氣，而是很冷、風(fēng)很大。具體來說。過去東北地區(qū)也沒有出現(xiàn)這樣無風(fēng)、濕度很大的天氣。這與全球大范圍的氣候變暖有關(guān)系。全球在變暖，特別是高緯度地區(qū)變暖更顯著，污染更容易出現(xiàn)在暖冬。原來東北地區(qū)冬季沒有那么高的氣溫。如果東北的氣溫比往常高，沒有風(fēng)、晝夜溫差大，就容易發(fā)生霧。大氣是熱的，水汽多，地面變冷快，近地面空氣的熱量容易被地面吸收，原來空氣中的水汽迅速凝結(jié)，這就形成霧氣（如果足夠冷就變成霜被清除了）。霧吸收了地表污染源排放的顆粒物，變成了霧霾的混合體，本質(zhì)上就是霾污染。全球變暖是一個(gè)可能的原因，造成東北地區(qū)暖冬，加上沒有風(fēng)、濕度大，一環(huán)緊扣一環(huán)。那么霧霾為什么在東北地區(qū)先出現(xiàn)？北方氣溫變冷更早。隨著稍晚南方地區(qū)也進(jìn)入了冬季，在同樣的靜穩(wěn)天氣下，南方也陸續(xù)被霧霾所覆蓋。霾污染就像冬天的進(jìn)程，由北往南一點(diǎn)一點(diǎn)地移動(dòng)。到夏天，則由南往北推進(jìn)，這個(gè)是有規(guī)律的變化。還有其他一些客觀原因。一個(gè)是大面積的取暖。東北地區(qū)的取暖廣大農(nóng)村地區(qū)多數(shù)還是生物質(zhì)（注：指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長的有機(jī)物質(zhì)通稱為生物質(zhì)）作為燃料。一到冬天，近地層大氣混合層高度下降，燃燒產(chǎn)生的污染物不容易被送到高空，從而在近地面形成了污染。這就好比在一個(gè)兩三米高的房間里，可能抽一根煙就會(huì)覺得嗆人，但是如果換成二三十米高的大禮堂，就不是那么容易污染了。也就是說，夏天的時(shí)候，屋頂很高，但是一到冬天，就變得很矮。這跟太陽有關(guān)系。夏天太陽的高度很高，直射地面，地面很熱，空氣受熱膨脹上升，這時(shí)候別處的空氣過來補(bǔ)充，形成對(duì)流風(fēng)。夏天對(duì)流強(qiáng)烈，“屋頂”可以達(dá)到兩三千米的高度。但是到了冬天，地面接收的陽光大大減少，接收不到那么多的熱量，所以地面溫度早晚都很冷，上下的縱向?qū)α鳒p弱。高污染時(shí)這個(gè)“屋頂”可能變成只有兩三百米，污染物擴(kuò)散的空間幾乎被壓縮了10倍，污染物自然就聚集起來了。污染物一旦開始聚集，就有可能進(jìn)一步加劇，原因是空中的霾污染進(jìn)一步阻擋了陽光照射到地面，地面不被加熱就變得更冷、更沉；而上層大氣就會(huì)耗散掉部分陽光而變得更熱、更輕。地面冷、空氣重，上面熱、空氣輕，就形成了所謂的逆溫，這是一種大氣的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，是霾污染時(shí)基本的大氣層結(jié)構(gòu)。這種惡性循環(huán)只能等到有顯著的天氣過程，大風(fēng)或大雨，才能終結(jié)。目前，北京老百姓最喜歡的就是西北風(fēng)。大氣污染物積累已十分嚴(yán)重《萬德誠》：在說到霧霾的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)提到天氣原因，你如何看這個(gè)問題？王躍思：不能都賴在氣象上。過去氣象也是這樣的，但氣象條件的惡化是人為排放造成的。原來我們的大氣是干凈的或者相對(duì)干凈的，到冬天太陽照射的時(shí)候，地面受到照射，污染物通過對(duì)流上升到一定高度，也就擴(kuò)散了。但現(xiàn)在大氣中已經(jīng)聚集了一定數(shù)量的污染物，太陽光照不透了，其中部分光線在中間就被污染物反射掉了，也就是被天空中的污染物反射了。結(jié)果部分熱量耗散在空氣中，導(dǎo)致上層變熱。這樣，地面的陽光更少了，地面冷、上邊熱，下邊重、上邊輕，變成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，也就更無法形成逆流了。大氣溫度上邊低、下面高，氣流才能正常上升。正常的情形下，每上升100米，溫度要降低0.6度。但現(xiàn)在正好反過來了，上面溫度高，下面溫度低，形成了上下不動(dòng)的穩(wěn)定的金字塔結(jié)構(gòu)。再加上工業(yè)企業(yè)，生物質(zhì)燃燒排放等，霾就來了?！度f德誠》：南方和北方相比，霧霾有何不同？王躍思：南方的不同