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风对治霾是在帮倒忙
来源:中国科学报      作者:林之光      2015年03月16日       
摘要:林之光:媒体上治霾议论很是热烈。不过,从气象学角度,我觉得其中不少议论是误区,至少不全面。
正文


随着社会经济的高速发展,北京和附近地区雾霾渐趋严重。“雾霾”一词在2012年和2013年两度成为年度十大热词之首。北京雾霾之重,使外企和跨国公司不得不给员工加发额外补贴以及各种其他补助和设备(如面罩)。我国政府已将雾霾治理列为环境治理重点,国务院2013年9月早就公布了《大气污染防治行动计划》(简称“国十条”)。北京市宣布愿意牺牲GDP一个百分点的增速以防治大气污染;北京市长曾向国务院立下军令状,完不成减霾指标“提头来见”……因此,媒体上治霾议论很是热烈。不过,从气象学角度,我觉得其中不少议论是误区,至少不全面。


天:从长期看,风对治霾是在帮倒忙

去年11月APEC期间,由于政府采取强力人为措施(北京及周围6省市企业和工地限、停产3万余家,城市车辆单双号限行等),加上几场北风及时驱散雾霾,北京一改往日灰头土脸的“霾态”,蓝天如洗,人称“APEC蓝”。媒体总结成功的原因是“人努力,天帮忙”。因为APEC一结束,霾又卷土重来。

但是,从长期来说,风对治霾作用实际是在帮倒忙。因为我国30多年来,北方平均风速和大风日数都是在减小的。例如最近10年,北京年平均风速从2.5米/秒降到了2.3米/秒,冬季降得更多。

其实北京风速减小,从我们日常生活感觉更为明显。记得20世纪80年代以前,北京冬季大风是人们头痛的灾害性天气。因为大风一起,不仅天气严寒,而且沙尘满天,天色变成黄色甚至红色。妇女上街头上都要包半透明的大纱巾,男人即使戴帽,回家仍要洗脸、洗头,甚至刷牙;即使关了窗,窗台上仍有一层黄沙。

我国北方冬季风速减小开始自上世纪80年代后期,正是暖冬期开始。因为暖冬意味着北方南下冷空气减少、减弱。而冷空气大风正是沙尘起飞的动力,所以那时沙尘天气也明显减少。

所以,过去我们讨厌北风沙尘天气,但现在变成靠北风来吹散雾霾。而且因为现在北风也不太大,风沙也不严重。于是我们从讨厌北风变成爱北风、盼北风了。这“一恨一爱”之间,对治霾来说,实际上正是反证了风“帮倒忙”的事实。

既然北京霾重有风速减小的重要原因,人们不禁会问:“谁偷走了北京的风?”

有人怀疑是三北防护林的阻挡,其实不是。树木只是在近距离内降低了贴地面的风速,由于高空风的动量下传,林后二十几倍林高距离后风速会完全恢复。有人怀疑是内蒙古打造“风电三峡”(现在风电装机容量1900万千瓦,已近三峡水电站),但也不是。道理是一样的。因为那里距北京有400公里之遥,而且APEC期间风电一刻也没有停过。

所以,我国暖冬的出现,北方风速和沙尘暴的减小,并非因人。那是大气环流自身的节律性变化。但这种变化不是一年两年能变回来的,动辄几十年!


地:簸箕地形对治霾不见得都是帮倒忙

说到北京的霾因,许多(包括气象)专家多说北京簸箕地形(北有燕山,西有太行山,西北高东南低)不利气流畅行,是霾重的重要原因。

其实,这种观点只是说到了问题的一个方面,即阻碍气流运行方面。没有说到这种地形(类似宽口山谷地形)也能自己制造风,多少也能起到自净作用的一面。

因为,在山谷中,由于谷中同高度上,坡上和谷中大气之间的温差,造成气压差,形成山谷风:白天气流进谷,称谷风(北京为偏南风),夜间气流出谷,称山风(北京为偏北风)。晴天山谷风最显,阴雨天消失。所以过去北京市晴到少云日子的天气预报常常是,“白天北转南,风力二、三级;夜间南转北,风力一、二级”。因为温差白天比夜间大,所以谷风比山风大。这种山谷风在平原上无风时照样存在,可以帮助输送污染大气。例如我们上世纪70年代在湖南临湘山区,为临湘石油化工厂前期环境评估进行山谷风观测,亲眼见到晴夜中山风气流把施放的满谷白烟,像河水一样,静静地输向下游。而此时山梁上测点是基本无风的。

当然,山谷风也会有帮倒忙的时候,那是大气中白天小北风,夜间小南风,即山谷风方向与大气气流方向相反时。但前者问题不大,因为小北风时天气一般较好,又是白天,污染物还可以通过热对流向高空扩散。后者则也往往正是大气污染最严重的时候,即处在冷空气前的暖区之中,但此时天气一般不晴朗,空中水汽也多,此时山风几乎为零。严重污染主要是偏南风输送太行山前污染带中的污染物和本地污染物叠加的结果。而且,实际上这种极小风速下,地形对气流运行的阻碍(输送霾)作用,相对也越小。

由此可见,地形确实不是北京多霾的主要原因。否则,为什么同是北京,改革开放前污染小而现在严重;为什么地形比北京有利的石家庄等太行山前污染带却反比北京霾重。实际上,在京津冀平均风速分布图上,北京城区还是一个比周围风速都稍大的相对高值区!


人:治霾关键在人,但“城市风道”不是正道

其实,从霾成因看,天和地都只是外因,人才是主要矛盾。

但显然,靠APEC期间人们戏称的“休克式治霾”是不能持久的。别的不说,经济损失就太大,例如仅石家庄市,据报道8天停工限产的总损失就超过60亿元。

所以,几年前就有人想出了建造“城市风道”的办法,把污染物快速从城市中水平输送出去。2014年11月,北京市规委公布了6条城市风道的初步设想,征求意见。

其实,我认为这办法并不靠谱。第一,风道的作用主要仅发生在贯通城市的风道之中;第二,城市中只有与风向一致的风道才能起到风道的作用,即城市风道的作用是局部性的;第三,城市霾最严重的时候恰恰是小风、无风时!实际上现在有的城市中局部城市风道也是有的。所以城市风道顶多只能“锦上添花”,而不能“雪中送炭”!

于是,人们的目光转向了气象局,因为气象局也是“管”霾的。可是,这恰恰是气象部门的短板,“有力使不上”。因为气象治雾霾的办法一般只有两个,即人工降水(雨或雪)和人工消雾。人工降水需要能作业的云层,而这个条件是很苛刻的,重污染天气一般恰恰不具备人工降水条件。即使有能作业的云层,效果也不一定都乐观。所以世界上也没有听说哪个国家用人工降水来消霾的。人工消雾比人工降水容易点,但消得了雾,却消不了霾。因为水滴雾消失了,霾颗粒还在。而且,归根结底,人工降水和人工消雾都是局地性的,不可能消除我国大范围的雾霾。

所以,从上分析可知,北京雾霾的成因不怨天,不怨地,只怨人;北京治霾也是“不靠天,不靠地,只靠人”,解铃还须系铃人。靠人有效控制和减少污染物的排放以及经济转型。有专家举出例子,伦敦市(1954年冬大气污染事件曾死亡4000多人)治霾,最终主要还是靠转移出污染企业的办法。今年2月10日习总书记在中央财经会议上指出了“疏解北京的非首都功能”,北京市各区县现正在多方面落实行动,其中包括今年将退出不符合首都功能定位的百余家污染企业等。

《中国科学报》 (2015-03-13 第11版 作品)


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