從氣象角度來講,不利于污染物擴(kuò)散的天氣容易形成霧霾。PM10也是很重要的指標(biāo),PM10呈現(xiàn)出來的變化趨勢也就是PM2.5的變化趨勢。盡管各地的大氣環(huán)境質(zhì)量水平不一,但是PM10和PM2.5同時監(jiān)測肯定是更有意義的。在大的氣象條件控制下,單點(diǎn)的治理效果不會很好,必須進(jìn)行區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控和污染物的協(xié)同控制。
和誰對話?
王亞強(qiáng),男,博士,中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所副所長。主要從事大氣氣溶膠理化特征、氣溶膠氣候效應(yīng)、GIS(地理信息系統(tǒng))和氣象數(shù)據(jù)可視化等方面的研究。發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文50余篇,其中SCI(科學(xué)引文索引)論文近30篇。
為什么對話?
2011年秋冬以來,不少城市出現(xiàn)了較為頻繁的灰霾天氣,對公眾的生產(chǎn)生活和身體健康造成了危害。我們想知道,為什么會有這么多灰霾天?灰霾天是怎么形成的?公眾應(yīng)如何正確認(rèn)識灰霾天,應(yīng)采取何種措施做好自身的防護(hù)?

對話人 王亞強(qiáng) 中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所副所長
采訪人 中國環(huán)境報記者 楚惠萍
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焦點(diǎn)關(guān)注 為什么會有這么多灰霾天氣?
關(guān)鍵思路 不利的氣象條件導(dǎo)致多次出現(xiàn)灰霾
記者:2011年的氣候、氣象狀況與往年相比有何異常?2011年為什么會有這么多灰霾天氣?灰霾中的主要成分是什么?
王亞強(qiáng):秋冬季是霧霾天氣多發(fā)季節(jié)。2011年入秋以來,影響我國中、東部地區(qū)的冷空氣活動偏少、強(qiáng)度偏弱;同時,西南暖濕空氣活動偏強(qiáng),近地面層相對濕度較大。兩種因素綜合起來,北方冷空氣的活動強(qiáng)度不大,相應(yīng)地風(fēng)速就不是很大,不利于污染物的擴(kuò)散,有利于污染物的聚集;而西南暖濕氣流活動強(qiáng)度大,地面的相對濕度就比較大,因而比較容易形成霧和霾。這就是為什么入秋后,多次出現(xiàn)霧霾天氣的原因。
人為排放的大氣污染物有可能是氣體,如二氧化硫;也有可能直接就是顆粒物。排放出的氣體有可能在大氣中發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),生成二次顆粒物(氣溶膠)。在新物質(zhì)生成的過程中存在一些競爭機(jī)制。在霾的形成過程中二次氣溶膠可能會起到重要作用,包括硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)碳等。
記者:在同樣的氣候、氣象、地理條件下,以前有沒有出現(xiàn)過這樣頻繁的灰霾天氣?
王亞強(qiáng):以北京為例,2011年霧霾天氣的發(fā)生頻率應(yīng)該說是比較高的。但并不是說以前這種天氣就是沒有或者很少。舉例來說,數(shù)據(jù)顯示,2002年也是北京霧霾天氣比較多的一年。當(dāng)年除了因為工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致的污染比現(xiàn)在嚴(yán)重這一原因之外,氣象條件也是主要原因之一。總體來講,氣象條件的影響是造成霧霾天氣比較重要的原因。因為就北京來說,“十一五”期間,尤其是2006年以后和奧運(yùn)期間大力開展節(jié)能減排以及大氣污染整治,都已經(jīng)使得空氣中的污染物明顯減少,至少不可能是大幅度增加,因此再度多次出現(xiàn)霧霾天氣的原因,更多地是由于氣象條件的不利。
從數(shù)據(jù)來看,由于氣象條件的不可控性,導(dǎo)致霧霾天氣的出現(xiàn)頻率曲線波動很大,而且沒有固定的趨勢和規(guī)律性??梢源_定的一點(diǎn)是,盡管目前北京的污染治理力度很大,但是總體的污染水平還是較高,再加上不利的氣象因素,多發(fā)性的霧霾天氣是難以避免的。從氣象角度來講,不利于污染物擴(kuò)散的天氣容易形成霧霾。但從污染的角度來講,污染物會使霧霾持續(xù)的時間更長,使其更不容易消散。如果空氣中污染物顆粒多,就可能會形成更多的霧滴。盡管霧滴的體積可能會變小,但是數(shù)量可能會增多,清除就需要更多的時間??諝獗容^潔凈的地區(qū)發(fā)生的霧,可能太陽一出來馬上就消散了,但是空氣污染嚴(yán)重地區(qū)發(fā)生的霧,經(jīng)過一個白天可能都消散不了,到了晚上繼續(xù)堆積,可能會持續(xù)好幾天。也就是說,由于污染的存在使得霧霾天氣延長,并且更不容易被清除。
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焦點(diǎn)關(guān)注 霧和霾的區(qū)別
關(guān)鍵思路 外觀近似,相對濕度是區(qū)分二者的主要特征指標(biāo)
記者:您剛才提到了霧霾天氣。那么霧和霾究竟是不是同一種天氣現(xiàn)象?二者有何區(qū)別?
王亞強(qiáng):霧和霾是兩種天氣現(xiàn)象。世界氣象組織(WMO)和我國的觀測規(guī)范等對此都有明確的界定。
霧和霾的共同點(diǎn)都是能夠造成能見度的下降。對于霧來說,造成能見度下降的主要原因是由于空氣中水汽凝結(jié)形成的大量微小水滴或冰晶造成的。同時,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義,能見度小于1公里的才稱作霧,能見度在1公里到10公里之間的叫做輕霧。而對于霾來講,其造成能見度下降的主要原因是由于干的污染顆粒物的存在。在自然條件下,由于近地面空氣水汽含量增加及溫度下降造成水汽凝結(jié)形成霧,常見的有輻射霧、平流霧等。如果空氣中有顆粒物存在,就可以提供凝結(jié)核,水汽就更容易凝結(jié)在這個核上形成霧滴。因此,空氣污染對于霧霾天氣的形成有促進(jìn)作用,同時由于大氣顆粒物的存在,霧霾的清除需要更長的時間。
隨著人類活動程度的增強(qiáng)和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展,大氣中的污染物增多,霧和霾其實并不是很容易區(qū)分。對于大霧,也許人們的感覺能夠準(zhǔn)確一些,可以判斷出霧的存在。但是輕霧和霾就比較難區(qū)分。如在早晨和晚上相對濕度比較大的時候。人們感覺天氣是霧的形式,但是到了中午,由于光照增強(qiáng),水分蒸發(fā),這時候感覺到的灰蒙蒙的天氣更多的就是霾了。大多數(shù)時間這兩種現(xiàn)象混合在一起,盡管在概念定義上有明確的界定,但在實際觀測和研究中卻并不是太容易區(qū)分,所以目前做研究的時候經(jīng)常統(tǒng)一稱為霧霾天氣。
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焦點(diǎn)關(guān)注 灰霾天氣的影響因素
關(guān)鍵思路 機(jī)動車排放會增加大氣的氧化性,導(dǎo)致更多的霧霾天氣
記者:目前各地都在加快城市化進(jìn)程,越來越多的高樓大廈和機(jī)動車對灰霾天氣的出現(xiàn)有何影響?
王亞強(qiáng):對于霾天氣來說,最主要的影響因素就是污染排放和氣象狀況兩方面。空氣中有污染物,就有可能形成霾,但如果這時的氣象是大風(fēng)天氣或者艷陽高照的晴朗天氣,污染物擴(kuò)散得很快,也不會形成霾天氣。
城市中高樓大廈越建越多對于污染物的擴(kuò)散確實是不利的。但較之霾天氣形成的兩大主要原因,越建越多的高樓并不具有決定性的作用,最主要的原因還是氣象條件和污染排放。但是氣象條件是不可控的,因此我們能做的就是加大力度控制污染排放,深入開展大氣污染治理。
現(xiàn)在雖然各地在大力推進(jìn)節(jié)能減排,空氣中二氧化硫的含量逐漸穩(wěn)步降低了,但是機(jī)動車越來越多,機(jī)動車尾氣逐漸成為大氣污染物新的貢獻(xiàn)者。在目前情況下,雖然機(jī)動車排放在大氣污染物總體中的含量并不是特別大,但機(jī)動車排放會增加大氣的氧化性,更多地形成二次氣溶膠,導(dǎo)致更多的霧霾天氣發(fā)生。
同時,大氣是流動的,不僅在橫向上有區(qū)域性的流動,在縱向上也是流動的。一般霧霾天氣發(fā)生的氣象條件都是有逆溫現(xiàn)象存在的。在這種情況下,大氣比較穩(wěn)定,特別是從下到上的流動性不強(qiáng),擴(kuò)散程度小。從汽車排放出來的污染物就會在邊界層內(nèi)積聚。所以,在霧霾天氣中公眾不但會感覺到能見度降低,還會感覺到空氣比較臟。
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焦點(diǎn)關(guān)注 如何正確認(rèn)識灰霾天氣
關(guān)鍵思路 PM2.5和PM10同時監(jiān)測更有意義
記者:對普通公眾來說,應(yīng)如何正確認(rèn)識現(xiàn)在的灰霾天氣?這樣的天氣對公眾健康有何影響?公眾應(yīng)采取何種措施來保護(hù)自身健康?
王亞強(qiáng):公眾有權(quán)知道真實的空氣污染狀況,相關(guān)部門也有責(zé)任公布大氣污染信息和數(shù)據(jù)。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,廣大人民群眾對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高,對空氣質(zhì)量的關(guān)注也越來越深入,因此國家必須加大環(huán)境信息公開力度,確保公眾的環(huán)境知情權(quán)。
如最近公眾普遍關(guān)注的PM2.5就是一個很好的例子。PM2.5是形成霾天氣的主要成分。相對于此前監(jiān)測的PM10,PM2.5更容易對人體造成傷害,而且國際上尤其是一些西方發(fā)達(dá)國家基本上早已經(jīng)開始監(jiān)測PM2.5。所以關(guān)注PM2.5本身是無可厚非的,尤其是在跟其他國家進(jìn)行空氣質(zhì)量對比的時候,PM2.5可能更有說服力,也更有可比性。但盡管如此,PM10的監(jiān)測也并非如一些人所認(rèn)為的那樣一無是處。
首先,PM2.5是包含在PM10之中的,從前有關(guān)PM10的監(jiān)測數(shù)據(jù)對了解我國的大氣環(huán)境質(zhì)量狀況是很好的參考資料。從目前的研究來看,盡管這些數(shù)據(jù)在各區(qū)域是不一樣的,但總體來說,PM2.5約占PM10的60%~80%不等(北方部分地區(qū)含量低一些)。
其次,就我國的地域條件來看,針對PM10的監(jiān)測也有其獨(dú)特的價值。如對北方來說,植被覆蓋率較南方略低,加之春季易發(fā)生沙塵暴等現(xiàn)象,所以空氣中的粒子相對粗一些。粗顆粒較多的時候,針對PM10的監(jiān)測就很有必要。
所以,PM10也是很重要的指標(biāo),不能因為有了PM2.5就不監(jiān)測PM10。在大多數(shù)情況下,PM10呈現(xiàn)出來的變化趨勢也就是PM2.5的變化趨勢,PM10也包含了PM2.5的信息。盡管各地的大氣環(huán)境質(zhì)量水平不一,但是對PM10和PM2.5同時進(jìn)行監(jiān)測肯定是更有意義的。
就顆粒物的大小來講,太小的氣溶膠和顆粒物反而不太容易活化成凝結(jié)核,進(jìn)而形成霧滴。研究顯示,大于300納米(相當(dāng)于PM0.3)的氣溶膠顆粒更容易形成凝結(jié)核。同時,排放出的細(xì)粒子不是一成不變的,它們會在空氣中碰撞、凝結(jié)、混合,形成更大的粒子,進(jìn)而活化成凝結(jié)核,這是一個很復(fù)雜的過程,現(xiàn)在還不是特別清楚。氣溶膠的活化能力主要取決于氣溶膠顆粒的大小,在一些特殊情況下化學(xué)成分也有一定的影響。
對公眾來說,應(yīng)選擇早、晚盡量減少外出。早晨和晚上,由于夜間地表冷卻快、溫度低,容易形成逆溫層,近地表的污染物不斷積聚。而到了中午,由于輻射升溫作用,空氣流動性增強(qiáng),有利于污染物的擴(kuò)散,對人身的傷害較之早晚就會小許多。研究數(shù)據(jù)也證明,中午污染物的含量基本上是處于曲線的谷底,而早、晚則基本處于峰頂狀態(tài)。
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焦點(diǎn)關(guān)注 如何治理灰霾
關(guān)鍵思路 短期強(qiáng)化治理可以起到效果,但根本治理還需要區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控
記者:國外在大氣污染治理中是否也經(jīng)歷了這樣的灰霾天氣過多的歷程?他們是如何應(yīng)對的?對我國有何經(jīng)驗可資借鑒?
王亞強(qiáng):在一些國家的發(fā)展過程中,也遇到過類似的問題。形成霧霾的顆粒物的一個特征是,它們在大氣中的壽命很短,基本上在一周左右,可以通過干沉降、濕沉降等方式被清除掉,除非這些顆粒物在不斷排放。而不像溫室氣體,可以存在上百年的時間。所以在目前的氣候談判中,溫室氣體排放有發(fā)達(dá)國家的歷史責(zé)任,他們過去因為工業(yè)發(fā)展而排放的溫室氣體目前還存在于大氣中。但氣溶膠顆粒物的沉降和擴(kuò)散周期短,因此通過短時期的強(qiáng)化治理能夠達(dá)到一個比較好的效果。但這種治理要與國家的發(fā)展進(jìn)行很好地平衡,使之既能保證空氣質(zhì)量,又不能太耽誤發(fā)展。
同時,霧霾天氣有很強(qiáng)的區(qū)域性特征。大氣是流動的,僅僅整治一時一地的污染對于從根本上解決大氣污染是起不了多大作用的。因此,必須進(jìn)行區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控和污染物的協(xié)同控制。如以北京為中心,進(jìn)行大氣污染的協(xié)同控制的區(qū)域,至少要包括整個京津冀地區(qū)。