重霾再度围城,2018年空气质量能“达标”吗?

2018-04-12 01:36张从志
三联生活周刊 2018年14期
关键词:气象条件沙尘空气质量

张从志

3月28日,雾霾沙尘笼罩下的京城,行人、游客纷纷戴上口罩防尘

空气污染何以反弹

3月28日一早的北京,目之所及,一片昏黄。红墙黄瓦的故宫与天际融为一体,朝阳CBD的高楼大厦若隐若现,长安街则遁入迷雾之中……人们掏出手机,拍下这一幕幕“奇观”发到自己的社交媒体上,不过配文的时候,他们说不清这是霾,还是沙尘暴。当天凌晨5时35分,北京市发布了2018年首个沙尘蓝色预警信号,但涌进地铁站的上班族们从广播里听到的仍是空气重污染橙色预警信息,反复提醒人们注意防护。

这一天,PM10出来抢了PM2.5的风头。北京市环境保护监测中心数据显示,28日5时至7时,北京PM10小时浓度由282微克/立方米飙升至2000微克/立方米,其中定陵等局部地区甚至超过了3000微克/立方米。如果对这些枯燥的数字不够敏感,你出门时留意一下就能发现,早上骑到地铁口的共享单车或者开到单位的私家车,不到中午就已经积下一层明显的黄尘。

28日下午,中国气象局针对沙尘天气召开媒体通气会。气象专家在会上介绍,这一轮沙尘天气发源于蒙古国,从26日开始影响我国,到28日足迹已经遍布新疆南疆、内蒙古、京津冀、东北等地区,覆盖国土面积超过150万平方公里。气象局提供的卫星云图更加直观,从空中俯视,一团深色的带状物正笼罩在中国北方上空。

沙尘气团进入之时,生活在北京的人们正被阴魂不散的雾霾困扰。有人倒希望沙尘暴来吹走霾团,不过现实令人失望——沙尘来了,霾还在。

中国气象局环境气象中心主任、首席预报员张恒德在上述媒体通气会上解释称,以前比较强的沙尘暴天气会伴随着明显的大风,所以能吹散雾霾,而且沙尘天气持续时间一般比较短,但这次大风主要在高空,北京近地面风比较小,导致雾霾与沙尘天气同时出现。

前几年那种长达数日、霾云遮天的景象依然历历在目,如今几乎每一次重污染天气都能唤醒生活在霾区里的人们内心潜伏的忧惧。而今年开年后,空气污染又有“反扑”之势。

“3月以來,北京的霾天比去年同期多了5天,污染物浓度也比去年同期平均值高了不少。”在从事气象观测和研究工作的张恒德记忆中,3月份出现如此多的霾天气过程在前几年是比较少见的。“通常在气象上,污染最重的是12月到2月,3月是冷暖交替的季节,冷空气很活跃,扩散条件相对好一些,但是今年比较异常,整个3月冷空气特别弱,次数也不多。”

公众的记忆也许还停留在刚刚过去的冬季,空气的改变令人惊喜。2018年1月3日,北京市环保局通报称,2017年,北京市PM2.5年平均浓度为58微克/立方米,较上年同比下降20.5%;较2013年下降35.6%,完成了国家“大气十条”下达的60微克/立方米左右的目标。2017年北京市优良天数226天,比2016年增加28天,重污染日23天,比2016年减少16天。

改变不仅仅是体现在一串串的数字里,不用去查历史天气数据,人们就能感受到去年突然清洁起来的空气。市场上,原先一到秋冬季就会热销的空气净化器和防霾口罩,销售数据也大幅下滑。

为什么蓝天白云突然多了?环保部门给出了一个很形象的答案:“人努力,天帮忙。”简单地讲,“人努力”主要是指政府部门主导的减排措施,“天帮忙”就是气象条件的改善。但到底是“人努力”的贡献大,还是“天帮忙”的贡献大,争议依然存在。

去年是大气污染防治行动计划第一个五年计划的收官之年,张恒德作为专家组成员参与了完成情况的评估工作。通过气象分析和数据模拟,他们回算了这五年中的气象条件和减排过程,最后得出结论,在2017年冬季污染物浓度下降的过程中,“人努力”占到70%,“天帮忙”占到30%。

国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登则认为,对五年的整体可以下这个结论,但具体到2017年,这个说法应该是倒过来的。“2017年这一年,是老天爷占70%,人努力占30%。”

“2017年属于特别异常的情况,我们内部不管是环保界还是气象部门,大家有一个共识就是2017年这种气象条件是很难遇到的。”彭应登还记得,春节前后有一天,北京的空气质量居然排到了全国第一。“你想想,北京的空气质量怎么可能比海南比拉萨还好?就是靠风吹出来的。因为冷空气特别强劲,导致北京的大气环境容量巨大,不管你排放多少,它根本就不体现在空气中,全被吹走了。”

“目前污染源的构成是四大块——工业、机动车、燃煤和扬尘。在燃煤和扬尘这块,我们人为控制的手段和措施更多一些,比如煤改电、煤改气等,也更容易见到成效。但这部分占的份额有限,应该没有超过20%。”彭应登介绍,“去年包括煤改气、煤改电等一系列措施虽然力度很大,效果也比较明显,但是减少的比例毕竟还是有限,基本没有撼动京津冀地区污染排放总量的基数。”但去年的空气质量的改善效果却是出乎意料地好,甚至超出了环保部门的预计。

很多人都记得2017年元旦那一轮持续时间达到8天的“跨年霾”,这场重霾令北京无数中产家庭陷入焦虑甚至绝望的情绪中,时任环保部部长陈吉宁为此专门召开新闻发布会向公众道歉。

张恒德对那一轮“跨年霾”印象十分深刻,他从气象学的角度向本刊分析了其长时间存在的原因。“污染物主要积聚在近地面的大气层内(气象上通常称为边界层),我们经常把边界层到地面的大气比作一个盒子,里面污染物的总量短期内变化一般不大,出现静稳天气时边界层高度下降,盒子体积就会变小,污染物浓度相应升高,地面接收到的太阳辐射则随之变弱,近地面气温上升幅度减少,又会加剧逆温现象,导致大气结构越来越稳定,形成恶性循环。因此经常会出现五六天甚至更长的污染天气过程。”

张恒德说:“这种重污染天气已经出现的情况下,即使我们再采取措施,也很难立即使重污染天气结束,只能寄希望于老天帮忙,比如出现强冷空气或者强降水活动,因此一般需要在重污染天气来临之前提前采取措施。好在去年冬天大气污染防治行动计划实施到位,再加上气象条件有利,此类重污染天气明显减少,其中气象条件主要表现在:冷空气次数多,风速大,尤其是北京,经常刮北风,污染物堆积的可能性就会降低,空气湿度也小,污染物不容易吸附水汽并产生二次反应。”

没有人想到,进入11月后,霾天转而变少。到年底的时候,环保界、社会上一片乐观,不少人满心以为,霾天从此就变少了。彭应登说:“实际上大家忽视了气象条件的因素,过分地强调了人努力的作用。”而到今年3月“两会”期间,空气污染加剧的严峻现实又呈现在“两会”代表、委员面前。他告诉本刊,目前我们还没有改变靠天吃饭的态势,一旦2018年气象条件没有2017年好(这是大概率事件),北京的空气污染很有可能出现不降反升的情况。

2017年11月12日,北京石景山区模式口村推进散煤治理工作

靠“天帮忙”越来越难

2017年的“异常”还短暂遮盖了实际上越来越不利的气候条件。去年1月,在原环保部召开的新闻发布会上,陈吉宁曾表示:“冬季的气象条件变化比我们想象得要更困难、更复杂、更不利。就像是我们这么大的负重在走一个隧道,到了冬季的时候,这个隧道突然变窄了,而且这个隧道不仅冬季变窄了,而且变得越来越窄。”

“我们感到隧道变窄的速度快于污染物减排的卸负速度。连续几年,冬季的污染气象条件越来越差,超过了卸负的减排速度。”陈吉宁说的“隧道”指的就是气候条件。

虽然2017年秋冬季的几个月转好了,但从整体气候上来说,扩散条件还是没有根本改善。张恒德告诉本刊,在全球变暖的大背景下,全球的温度都在升高,但是陆地的升温幅度比海洋大,高纬地区的升温幅度比低纬地区大,导致海陆之间、南北之间温差变小,海陆风小了,冷空气也少了。“虽然这中间会有波动,就像一个人身体很好也会生小病,2017年就恰好处于一个波动期,但从长期趋势来看,气候条件对治霾仍然不利。”

在氣象部门统计的历年数据中,这一变化更加明显。以风速和温度为例,张恒德介绍,这些年来全国的风速整体趋势在下降,而温度在上升,导致空气流动缓慢,静稳天气增多,大气自净能力不断下降。

“比如2016年12月30日到2017年1月7日那场持续性跨年雾霾,大气自净能力比平时差了50%。即使排放量降低了,但你没有气象条件变差快。这就好像在一个不断收紧的袋子里取东西,你往外取东西的速度没有口袋收紧的速度快,袋子肯定显得越来越鼓。”

2017年3月发表在著名学术期刊《自然·气候变化》(Nature Climate Change)上的一篇文章中,中国海洋大学的蔡文炬教授和南京信息工程大学廖宏教授联合课题组,通过观测资料和数值模型,研究了华北地区适宜雾霾发生的天气情况。他们定义了一个新的“雾霾天气指数”(HWI)来研究天气情况,通过分析过去7年冬季的强雾霾事件,发现强雾霾事件和HWI指数是有关系的。在进一步分析了1949年以来的历史数据后,课题组发现,适宜强霾事件发生的静稳天气条件在1982~2015年期间发生的次数,比在1948~1981年期间发生的次数增加了10%。换言之,近几十年里,华北地区的天在帮“雾霾”的忙。

另一篇发表在《科学·进展》(Science Advances)的论文则指出,随着全球变暖的加剧,西伯利亚降雪的增加和北极海冰的融化可能会改变东亚地区的大气环流。这种改变会减弱冬季风,使冬季的污染物更容易积聚在华北地区。

此外,张恒德还向本刊介绍了中国气象科学研究院张小曳研究员所做的一项研究。通过数据测算和模拟发现,假定中国没有任何人为活动的污染排放,中国大气中气溶胶(主要是矿物气溶胶)浓度依然能赶上欧洲国家的现有水平,比如法国郊区有人为活动的污染物含量是30,而中国大气的背景浓度也能达到30。他解释说:“中国的气候条件不同于欧美等国,欧美以海洋性气候为主,而中国大部地区以大陆性气候为主,经常受西风带控制,其上游的亚洲大陆的干旱和半干旱的高原以及荒漠背景气溶胶含量本身就比较高。”

这些研究都揭示了一个不容乐观的现实——靠“天帮忙”很难,未来只会越来越难。

治理形势日趋复杂

“我们目前还没有摆脱空气质量对气象条件比较敏感和依赖的阶段。在这种情况下,根本的原因还是大气污染物的排放总量居高不下。”彭应登认为,无论如何,降低排放总量是治本之策。

与公众印象不同的是,事实上,北京大气污染的大规模治理至少在20年前就开始了。彼时,在科学界之外,普通人对“雾霾”“PM2.5”“PM10”等名词几乎一无所知。1998年,当时担任北京市环境保护科学研究院大气所所长的彭应登参与了当年启动的“蓝天工程”。这项工程的背景是,1998年北京正式提出申办2008年第29届奥运会,空气质量是重要考核指标。而当时北京的空气质量状况已经令人担忧,只是公众对空气污染尚无认识。

《北京日报》2002年的一则报道回顾了北京1997~1998年间遭遇的空气“异常情况”:“在1997年……有的日子,人们的呼吸也会感到不畅,好像有异物被吸进;人们习惯了北京‘灰蒙蒙的天,看‘白天的太阳像云中的月亮……很少有人意识到,我们的大气质量出了问题。北京的大气质量真的出了问题,并且在1997、1998年两年达到相当严重的程度。”

“蓝天工程”一直实施到2008年,在此期间,北京采取措施严格控制工业污染、煤烟型污染、扬尘污染、机动车尾气污染等,大量高污染高排放企业外迁,这才使空气质量能在2008年惊险过关。“这项工程从申奥到申奥成功后瞄准北京奥运会,一共实施了二十多期。”彭应登亲历了整个过程,他回忆,工程开始时,他们开始测PM2.5,希望分析出它的组成成分,但有很多当时国内实验室测不了,只能把样品都送到美国去。

通过历年的测量数据,他们发现,污染物的来源逐渐在发生变化。“1998年我們刚开始启动蓝天工程的时候,PM2.5里面主要是能源型污染,但到大概到2000年以后,二次颗粒物的比重开始升高。因为原来的污染物和后来增多的机动车尾气污染发生了化学反应,形成了复合型污染。”

作为治污先行者,北京积累了丰富的经验。而作为首都,它能调动的资源也是其他城市无可比拟的。官方数据显示:2013年,北京市投入约80亿元用于大气污染治理,此后每年数额暴涨,到2016年时,已经上升到了165亿元。

彭应登说,治理的效果是显著的。“北京市大气污染源的来源和结构已经从原来的以工业污染源为主转变成以生活污染源为主,比如说机动车尾气、餐饮油烟、施工扬尘。并且,生活污染源已经占到80%以上,工业源不到20%。”

随着治理的深入,所面临的问题也日益复杂。彭应登告诉本刊,大气污染治理可以分为三个阶段:第一阶段主攻工业污染,优化产业结构、能源结构、运输结构;第二阶段是比较精细化的治理,比如对机动车尾气、扬尘、VOC(挥发性有机物)的控制;第三阶段则主要侧重在机动车排放的管理上。

北京已经基本完成了第一个阶段,进入第二个阶段,但北京周边如河北、河南、山东、山西等地,绝大多数都处于第一阶段,工业污染仍然是占大头。“这些地区在治理过程中会碰到很多困难和障碍,就像去年年底因为治理散煤导致气荒,天然气供应不上,这时候地方政府可能就会做一些调整,甚至出现短暂的倒退。而且这些地方的产业结构中,散乱污企业特别多,影响面很广,对社会的冲击很大,地方政府在治理过程中还得考虑到社会稳定的因素。”

治霾非一市之功,但各地的治理步伐很难一致。“也许北京在现在的铁腕治理之下,污染物排放可以在计划内降到标准线以下,但周边那些相对落后的地区呢?”彭应登介绍,去年环保部提出了“2+26”个京津冀大气污染传输通道城市,在这些城市进行重点治理,一市一策,针对每一个城市的治污特点和基础条件,以及目标和需求的高低,制定不同的防治措施。“不过,目前对整个区域治理的系统性研究也还不够,没能制定出清晰的时间表、路线图。”

“美国很多地方每年到了圣诞节或者感恩节,整个天空飘着烤火鸡的油烟味,这成为那几天空气质量下降的一个主要原因。”彭应登说,未来如果有一天,我们能到这个程度,就说明我们不用再靠天帮忙了。

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