探寻雾-霾严重的根源 不清洁能源过量消费是主因

2021-01-07 15:21:41 来源:随便吧天气频道 责任编辑:tianqi.388g.com

 以煤炭为主的不清洁能源过量消费是主因

  说到雾-霾,就不能不提到气溶胶。

雾和霾都与气溶胶粒子有关。大气气溶胶是悬浮在大气中的固体和液体粒子的总称,包括一次气溶胶和二次气溶胶,直径小于2.5微米的气溶胶粒子被称为PM2.5。气溶胶粒子主要自然来源是表土、海洋、植被,而人为排放源则主要是化石燃料燃烧、生物质燃烧、土地利用和土地覆盖的变化,以及涂装、涂料、化工等。

  空气的能见度主要受气溶胶粒子和小水滴影响。由小水滴引起的能见度小于1公里时,称作雾;由气溶胶粒子和吸湿性气溶胶引起的能见度小于10公里时,称作霾。雾和霾都与气溶胶粒子有关。过去的雾-霾是自然现象,气溶胶是背景气溶胶,我国现今的雾-霾已不是完全的自然现象,受到人类活动导致气溶胶污染的严重影响。

  我国一些地区雾-霾严重的根本原因是什么?张小曳指出,主要因素有两类:一是排放,二是气象条件(气候变化、天气变化),其中,以煤炭为主的不清洁能源过量消费是主因。

  气候变化对我国雾-霾没有起到主导作用

  如果气候变化在雾-霾变化中的作用超过50%,那么可认为气候变化起到控制性作用。气候变化是否对我国霾污染的长期变化产生决定性的影响?

  各种气象因子或多或少与大气污染有关,但是每个又不能全面、线性反映污染程度。为此,他的团队一直在不断发展综合各种气象条件的不利气象指数(PLAM),将与污染联系最密切的气象条件与气溶胶质量浓度建立定量、线性的联系。PLAM数值越高,表明气象条件越差。从1960年到现在,PLAM 年代际升高了约30%。通过分析1960年到2013年北京PM2.5的变化发现,其中有30%是气候变暖造成的。这表明,气候变暖对区域性霾污染有影响,但没有起到主导作用;污染排放依然是主因,国家污染防治的方向和举措是正确的。

  北京的霾污染通常分为两个阶段:初期阶段和后期阶段。特别是在后期阶段,爆发性增长的主导机制是什么,成为有关重污染成因的核心问题之一。

  通过研究发现,在排放稳定阶段,不利气象条件是霾污染出现的必要外部条件。在污染形成初期,出现了以区域气团稳定、水汽凝结率高为主的不利气象条件。当污染累积到一定程度后,会使气象条件进一步恶化,出现爆发性增长,阈值一般是PM2.5大于100微克/立方米。这时会出现逆温、低层增湿、地表辐射-湍流减弱等现象,由于湍流进一步减弱,边界层高度会压缩到污染初期的三分之一。因污染累积,区域大气更加稳定和水汽凝结率增加等不利气象条件进一步转差。这形成了显著的双向反馈机制,即气溶胶削弱了到达地面的太阳辐射,抑制边界层发展,使所有污染物在水平及垂直方向“稀释”能力明显下降。正是其主导了污染后期PM2.5的爆发性增长,而不是因为排放突然增加。

  近些年来,我国采取了有效措施,污染防治取得积极进展。但新冠肺炎疫情期间为什么会出现污染过程?张小曳认为,这是因为污染的内因还没有完全消除,还没有消减到足以和不利气象条件脱钩的地步。今年春节,疫情期间出现了一次持续性重污染事件,其不利气象条件是2013年以来最差之一,但其PM2.5浓度较2016年同样气象条件过程下降34%。因为排放与污染是非线性关系,虽然在疫情期间排放减少了,但遇到不利气象条件,仍然会出现严重的雾-霾天气。

  由于不清洁能源的过量使用是我国雾-霾严重的最根本原因,张小曳建议,未来污染减排仍是重点,应控制煤炭消费总量,增加天然气、非化石燃料使用;加强煤的清洁使用;减少人为挥发性有机物;加强对机动车、氨气的控制等,同时,应尽可能提前预报雾-霾,减少其产生的不利影响。