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污染物少了,雾霾还在…这不是错觉…

今年春天的朋友圈又被北京吸霾的小伙伴刷屏了,大家纷纷表示别人是祖国的花朵,而我们是祖国的绿萝。雾霾围城的问题自2013年开始为公众所重视,国家也出台了严厉的措施,来控制污染物排放[1]。根据2017年3月环保部公布的最新官方数据,2016年,京津冀、长三角和珠三角的 PM 2.5 浓度相比较2013年都下降了 30% 以上[2]。那么问题来了:既然PM 2.5污染浓度明显下降了,为什么雾霾天气似乎并没有明显减少呢?

要解答这个问题就得复习下雾霾生成的条件啦。雾霾,说到底就是高浓度的颗粒污染物。形成雾霾天气有两大要素:一是污染,二是静稳天气。污染好理解:排放的污染物越多,那么污染物的浓度就越高。可是静稳天气怎么理解?地球的大气层也不是铁板一块,而是分层的,污染物一般集中在“大气边界层”中,这是最靠近地面的一层。边界层就像是一个盒子装着污染物,那么假设污染物的总量不变,盒子越小,里面污染物的浓度就越大。在静稳天气条件下,边界层的高度会降低,也就是“盒子”的体积会缩小,那么污染物的浓度就会比较大;同时,静稳天气也意味着风小污染物就不容易被清除。回到我们之前的问题:如果说污染物排放减少了,雾霾事件却没有减少,那是不是静稳天气在作祟?

卫星观测得到的中国局部地区2016年12月1日到2017年1月31日平均气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)。气溶胶光学厚度是一个无量纲量,范围从0到1,代表了晴空条件下大气光学特性受气溶胶影响的情况。AOD值越大,大气越浑浊。由于冬季稳定的空气和大量的排放,在中国东部地区能观测到较高的空气污染。

刚刚发表在《自然-气候变化》(Nature Climate Change)上的一篇文章中[3],来自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及其团队,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。课题组定义了一个新的“雾霾天气指数”(HWI,Haze Weather Index)来研究天气情况。他们研究了过去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。在进一步分析了建国以来的历史数据后,课题组发现,适宜强霾事件发生的静稳天气条件在1982年-2015年期间发生的次数,比在1948年-1981年期间发生的次数增加了10%。可以这样简单地理解,在这几十年里,华北地区的天气情况,越来越“适宜”产生雾霾了

无独有偶,上周发表在《科学-进展》(Science Advances)的一篇论文也指出[4],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。这意味着,雾霾“等风来”或许将是未来华北地区冬季天气的新常态

仅仅相隔一周时间,发表在不同顶级期刊上的两项研究,通过不同的方法,向人们展示了一个可能的事实:全球变暖可能会使我们净化空气所面对的挑战更加艰巨。随着全球变暖情况的进一步恶化,未来会有更多的雾霾等着我们。蔡文炬和廖宏课题组利用气候模型比较了20世纪下半叶和21世纪下半叶的HWI指数。他们发现,像2013年1月的那种强雾霾天气可能会发生得更频繁——频率能增加50%,每次的持续时间能增加80%。可以想象,如果我们不能减少污染物的排放,不能减少温室气体的排放,那我们还得再做几十年的绿萝,甚至我们的孩子也要继续做绿萝。

空气污染问题不是单纯的工业排放问题,而是多方面原因综合的结果,题图来源:123RF

控制污染排放无疑是减少雾霾的首要措施。而新发布的研究表明,阻止气候变化也是必须采取的行动。蔡文炬和廖宏课题组的气候模拟研究选用的,是目前气候变化学者们能够预测到的最不乐观的排放情景;这个情景代表的,是一个相对更“糟糕”的未来——意味着我们控制温室气体排放的努力基本失败,大气中温室气体的浓度会持续增加,贯穿整个21世纪。我不知道如果采用其他的排放情景会不会取得更好的结果。但是我知道,这不并不取决于一次研究,而取决于我们自己。(编辑:水白羊)

 

 

参考文献:

  1. 大气污染防治行动计划, 国务院, 2013
  2. 环保部部长陈吉宁就“加强生态环境保护”答记者问, 新华网,2017,http://news.163.com/17/0309/17/CF3PHCJ900018AOQ.html
  3. Cai W., K. Li, H. Liao, H.Wang, and L. Wu, Weather conditions conducive to Beijing severe haze more frequent under climate change, Nature Climate Change, 2017.
  4. Zou Y., Y. Wang, Y. Zhang, andJ. Koo, Arctic sea ice, Eurasia snow, and extreme winter haze in China, Science Advances, 2017.
The End

发布于2017-04-26, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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春澍暮云

未来气象员

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