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从地面到太空追踪灰霾,中国科学家发现了什么?
2017-03-02 10:38
作者:喻菲
来源: 特写中国
大气中的灰霾到底怎么形成的?中国什么时候能把灰霾治理好?对于治霾科学家有什么建议?


2017年1月3日笼罩在雾霾中的北京东三环地区的楼群。 李欣 摄  新华社/中国特搞社

 

大气中的灰霾到底怎么形成的?中国什么时候能把灰霾治理好?对于治霾科学家有什么建议?针对这些政府和公众迫切关注的问题,中国科学院3月1日公布了在大气灰霾追因溯源、预警监控、防治措施等方面的最新研究进展。
  
数据显示空气好转,公众为啥没感觉?
  
据介绍,2013年以来,全国空气质量总体向好,优良天数比例明显上升,2013至2016年,全国平均改善幅度在30%左右,污染更重的京津冀地区改善幅度更大。但是,公众为什么没有明显感受到大气质量改善呢?
  
中科院区域大气环境研究卓越创新中心首席科学家贺泓解释说,原因主要有两点:一是大气中颗粒物浓度还远未达到人们能感受到的显著改善的拐点;二是在冬季包括北京在内的中东部大气PM2.5浓度与前三年相比并没有显著降低,人们会记住这样的感受。
  

中科院“大气灰霾追因与控制”专项首席科学家贺泓在介绍研究成果。金立旺 摄  新华社/中国特搞社

 

雾霾形成机制还有搞不清楚的地方
  
贺泓说,污染排放是灰霾形成的内因。PM2.5来源包括直接排放(一次源)和二次生成(二次源)。PM2.5的二次生成是指排放到大气中的气态污染物通过多种化学物理过程被转化为硫酸盐、硝酸盐、铵盐和二次有机气溶胶等细颗粒物。一些污染源比如汽油车,虽然其尾气中一次颗粒物浓度不高,但在大气中反应后产生大量二次颗粒物,成为城市PM2.5的重要来源之一。目前科学家对二次颗粒物爆发增长致霾的机制还有很多认识不清楚的地方。
   
他说,出现以低风速和逆温为特征的不利气象条件是雾霾形成的外因。气象资料统计表明,近40年来京津冀年平均风速逐年减小,减小幅度达37%,尤其对京津冀污染物扩散有利的北风频次和风速都显著下降。另外,排放到大气中的PM2.5一定程度上会削弱到达地表的太阳光强度,导致地表温度下降,而上层颗粒物中的吸光性物质会提高该层大气的温度,从而形成下冷上热的稳定大气结构,空气对流减弱,进一步加剧污染形成。
  
贺泓说,正因为这种内外因交织、特别是二次颗粒物生成的机制,灰霾问题的复杂性和治理的艰巨性大大增加了。

治霾既要打攻坚战,也要打持久战
  
“由于灰霾治理复杂性和艰巨性的特点,实现空气质量根本好转将是一个政府领导、科技支撑、企业实施、市场调节、全民参与的渐进过程,我们有必要形成共识,解决我国灰霾问题必须下最大的决心,同时也要有最大的耐心。”贺泓说。
  
他说,英国伦敦烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件、日本四日市哮喘事件后采取了严格立法和执法、污染控制技术升级、产业结构和能源结构调整等 “组合拳”,经过20至40年的努力,使得空气质量得以改善。
  
“中国面临的灰霾问题更加复杂,能源禀赋、地区差异等更加不利,空气质量的改善既要打好攻坚战,也要打好持久战。”贺泓说。
  

 

京津冀协同发展是解决大气污染必由之路
  
专家指出,中国现阶段污染物排放总量的基数大,现有能源结构仍以煤炭为主(约66%)。近年来,机动车、工业、农业以及生活排放强度显著增加,导致各种复合污染加剧。中国产业布局相对集中,使得华北、东北、成渝、关中、珠三角、长三角的区域特征明显,尤其是京津冀地区单位面积的能耗和排放量都是全球最高的区域,形成了目前燃煤-工业排放-机动车-农业排放多类型污染、高负荷共存的重度复合大气污染类型,复合污染导致的环境容量下降很大程度上抵消了大气污染控制的成效。
  
贺泓说,从趋势上来讲,中国空气质量总体在向好发展,但要从根本上解决灰霾污染,涉及到产业结构调整、能源结构优化和普及控制技术与社会经济成本等诸多问题,势必都需要经过一个长期的不断优化调整的阶段。对于京津冀地区来说,协同发展更是解决大气污染乃至生态环境问题的一个必由之路。
  
一线城市应突出控制机动车尾气污染
  
专家说,根据灰霾治理复杂性、艰巨性和长期性的特点分析,以及《大气污染防治行动计划》实施经验来看,要实现空气质量长期稳定改善,大气灰霾治理需要加强针对性,力争精准治霾,以最小的经济代价获得最大的空气质量改善效果。
  
科学家提供的建议包括:发挥科技支撑作用,加强多污染物的协同减排。一线大城市应把机动车尾气污染控制放在突出位置。加大中国北方秋冬季大气污染防治力度,大力防控农村和城乡结合部散煤和秸秆燃烧导致的季节性霾污染。
  
针对机动车尾气问题,贺泓特别指出,机动车尾气排放的氮氧化物、挥发性有机物和一次PM2.5等污染物,对城市大气灰霾和光化学烟雾的形成有重要贡献。发达国家的治理经验表明,机动车尾气导致的光化学烟雾污染将是比灰霾污染更长期、更难治理的顽疾。
  
科学家建议,应加快新车排放标准的提升,加强在用车辆的监控,实行尾气净化装置的定期更换,加快淘汰老旧机动车;发展公共交通,缓解城市交通拥堵;立法控制非道路机动车(工程车,农用车等)排放。控制机动车排放污染,可以非线性地为工业源排放创造空间,减少大气污染治理对国民经济的冲击。此外,排放分担率高的重型柴油车排放污染控制应该放在目前重中之重的位置。港口城市应加强船舶排放污染的控制。城郊乡村重点治理“小散乱污”企业,健全法规制度,加大执法力度,落实问责机制。
  

卫星监测北京及华北地灰霾状况(中科院遥感与数字地球研究所供图)

 

卫星可从太空监测隐蔽的污染源头
  
除了在地面站点对PM2.5开展监测,中国还利用卫星,从太空为大气质量监测提供了全新视角。
  
中科院遥感与数字地球研究所研究员程天海介绍,从2000年开始卫星遥感技术可以提供大气颗粒物定量信息,与传统的地面污染监测手段相比,卫星监测可从空中监测不易发现的污染源头,覆盖面更广,用途广泛。
  
他说,综合利用国内外遥感卫星数据进行大气污染监测,与地面环保监测数据结合,对灰霾成因展开综合分析研判,可为今后灰霾治理提供更多强有力的手段。
  
他介绍,卫星数据表明多年来中国灰霾治理成效显著,应坚定治理信心。从灰霾问题相对严重的京津冀地区看,PM2.5年平均浓度从2013年开始呈现出明显下降趋势。2016年与2013年相比,京津冀PM2.5浓度下降幅度为29.7%。
  
然而,卫星监测也显示,北京灰霾治理工作虽然从2013年以来的确取得成效,但在2014年至2016年间,受气候条件、供暖保障以及周边省市影响,北京市冬季供暖季的PM2.5浓度呈现逐年上升趋势,2016年冬季PM2.5浓度高于前两年,这也印证了群众对空气污染的强烈感受。
  
从卫星影像上可以看出,京津冀地区空气污染严重程度南高北低特征明显。从“十二五”京津冀地区5年平均PM2.5分布图看,该地区从南到北灰霾状况逐渐减轻,呈现出南高北低的趋势,河北南部的石家庄、邢台、邯郸等地区较高,承德和张家口等地区较低。

 

(编辑:陈希)


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