今年11月底到12月初,中国北方地区又经历了一次严重的雾霾事件。这次雾霾大爆发的时间长达5天,PM2.5浓度最高时超过了1000微克/立方米,无论是污染时间还是污染的严重程度都是近年来较为罕见的,公众对空气污染的关注度也毫无悬念地再创新高。从社交媒体上流传的信息来看,空气污染的一些主要问题已经被认识得相当清楚了,但是,部分细节问题上仍然存在误区。
我前段时间参加了美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)下属的清洁空气科研教育中心举办的大气质量管理培训班,来自UCLA和相关政府机构的老师和官员们和来自中国的学员们分享了洛杉矶半个世纪以来治理空气污染的经验教训,并对空气污染防治领域的一些常见误区进行了解释和澄清。
误区一:抗霾主要靠风吗?
此次雾霾事件中社交媒体的中心思想可以用三个字来概括:等风来。事实证明老百姓的盼望是正确的,12月1日晚一场仅有两级的西北风就足以让北京人民看到星星了。于是有人调侃说:抗霾主要靠风。
这句话对不对呢?如果不考虑实际操作的可行性,仅从客观效果来看,这个说法无疑是正确的,而且全世界都是如此。UCLA净化空气研究中心主任苏珊娜·鲍尔森(Suzanne Paulson)教授告诉我们,环保界对于大气污染有句名言,叫作:The Solution to Pollution is Dilution.翻译成中文大意就是:解决大气污染的最佳办法就是稀释。这个翻译虽然没有了英语特有的趣味,但表达的意思差不多,抗霾确实主要靠风。
仔细想想,这句话绝对是有道理的。大气污染和其他类型的污染不一样,无论管理措施如何严厉也不可能完全杜绝污染物的产生。如果没有稀释,也就是扩散的话,总有一天会积少成多,变成雾霾。换句话说,一个城市的大气污染程度等于污染物的产生速度减去扩散速度,这是个动态的过程,后者往往更加重要。
鲍尔森教授进一步解释了大气污染物的三种扩散方式:第一种是横向扩散,也就是风;第二种是纵向扩散,也就是污染物飘向高层大气;第三种是降雨,雨水可以把空气中的污染物带向地面。第一种和第三种比较容易理解,第二种方式则经常被人忽略,需要详细说明一下。
正常情况下,大气温度由下至上不断降低,平均每升高1000米下降6.5℃。如果一个地方上空的大气层处于这种状态,那么污染物没有任何理由留在地表,而是会随着时间的推移而不断地向上方扩散,这就是为什么即使在无风的天气里PM2.5也可以很低,不是因为那天大家突然都不开车了,而是因为那天的纵向扩散比较正常,人类活动产生的污染物都扩散到高空去了。
问题在于,大气层的温度分布经常会因为各种原因而出现相反的情况,科学界称其为逆温现象,温度梯度出现异常的区域被称为逆温层。举例来说,洛杉矶地区一边是海,一边是山,早晨寒冷的海风吹向陆地,把山上被阳光烤热的空气置换出来,覆盖在城市上空,这就形成了逆温层,所以洛杉矶地区早上经常会有雾霾。
中国华北地区出现的雾霾与逆温层同样有着紧密的联系。此次雾霾事件结束后,中国环保部在其官方网站发表了一篇文章,援引中国环境科学研究院柴发合副院长的话称,今年11月以来华北地区经历了好几次强降雪天气,冰雪消融导致地面湿度接近饱和,温度降低,而中层大气却出现了显著的回暖现象,于是整个华北地区上空出现了长时间大面积的逆温层,再加上这段时间几乎没有刮过风,高湿度又使得空气污染物很容易附着在水滴上形成颗粒物,这几大因素加在一起,使得华北地区产生的污染物不断聚集,终于制造了这次严重的雾霾事件。12月1日晚北风一来,雾霾警报立即被解除,北京的空气质量转眼间就变得比三亚还好,而那天无论是煤电厂发电还是人们的开车行为都没有发生任何改变。