科学网—“戏说”霾论

  【在京津冀地区重霾的同时，气象记录显示现在的风速比过去小了。北京的大风日数与前30年相比，可称是“断崖式暴跌”。】

  霾的来势凶猛，危害严重。不论政府或民间，自然都会采取防霾、抗霾措施。由于没先例，在实践中难免会发生这样那样的问题，因此引起媒体上出现大量的议论甚至争论，这是自然的。因此本节的小标题就起名为“霾论”。

  见诸报端，政府方面的抗霾措施，最早可溯至2013年。因地形不利、大气污染严重的兰州开始加大马路洒水密度，每天有百余台洒水车和吸尘车在大街作业，每天洒水万吨以上。但从11月开始，兰州气温降到零下，洒水车不仅易浇湿行人，而且还造成地面结冰引发交通事故。到了2014年，西安、张家口等地慢慢的出现雾炮车，到现在已有许多城市使用。例如北京2016年秋扬尘专项治理行动中，就在使馆区、奥运功能区等35条道路进行过作业。

  雾炮车原理，是炮口喷出水雾，以沉降雾霾。大型雾炮车可喷射120米远、70米高的水雾，可连续喷洒1小时，覆盖面积超过3万平方米，一度被称为“抗霾神器”。但有专家觉得，雾炮车主要对降扬尘（PM10级）有效，但对消除二次形成的污染物等PM2.5级的细粒的作用效果甚微，而且费用高，清除范围有限，这里刚清掉，别处的雾霾又过来了。

  据《时事热评》中指出这个“游戏”中有几率存在的猫腻：从全国来看，环保测点1/3设在城市中空气污染较轻的公园，雾炮车又频频被派在监测点附近喷洒。雾炮车之所以能在许多城市中得以推广应用，乃因“企业得订单，政府得政绩，官员得利益，民众看到了低的污染数据”，可谓“共赢”。

  政府部门进行治霾的第二个办法是，由气象部门试验人工消除雾霾。气象部门虽然确实曾经在机场等地成功进行过人工消雾，但问题是，雾消了，大部分霾粒还在。靠冲刷、吸湿沉降掉的霾粒主要是扬尘级，这点和雾炮车的消霾效果差不多，而且也有只消局部，不能消大范围雾等问题存在。所以气象部门的人工消霾目前还处于试验研究阶段，因此在2013～2014年热过一阵之后，已暂时淡出人们视线了。

  与此同时，也传出了“无人机消霾”的说法。即让无人机飞上天空，布撒干冰、液氮等催化剂，使冰核迅速形成雪花而沉降消失（人工消冷雾）；或布撒盐粉尿素等催化剂，形成水滴并迅速吸湿长大，下降途中冲并小水滴而沉降消失（人工消暖雾）。它和前述人工消雾其实就是一回事，只不过一个在空中，一个在地面作业罢了。所以“无人机能消霾”乃误读。

  政府部门治霾的第三个大动作是建设城市通风廊道。国内许多城市都正在进行或计划之中。例如2016年2月9日北京市宣布规划建设包括5条宽500米以上的1级通风廊道和多条宽80米以上的2级通风廊道。廊道内由于狭管效应，像房屋的穿堂风一样，会增大风速，把受污染空气更快地输送出去。这种方法国外有成功的先例。例如德国慕尼黑，位于阿尔卑斯山脉北坡一条南北向完整河谷之中，当地盛行越阿尔卑斯山来的南风气流，晚间还有山风帮助，污染大气得以沿河谷、沿城市南北走向楼群间的通风廊道很快输送出去。

  但是通风廊道方案也引起很大争议。它作为自然生态建设的意义很大，对减轻城市热岛效应作用也是肯定的。只是它作为消霾方式有争议。因为雾霾天多是静稳无风或微风天气，这时北京及周围都没有风，通风廊道作用何在？1998年兰州“削山引风”工程，即削去黄河河谷中兰州以东的300米高的山头，引风驱霾，但最终未能进行。这与当地气象局指出“兰州冬季周围本无风，削了山头还是无风”有很大关系。所以我在2014年于《中国科学报》发的一篇文章里，把通风廊道的作用概括为“少能雪中送炭，主要锦上添花”。

  因为从气象学上来说，气压场中有气压差，气流才会从高压区流向低压区。而严重雾霾天气时处于低压中心区，气压梯度十分微小，通风廊道岂能空穴来风？

  在京津冀地区重霾的同时，气象记录显示现在的风速比过去小了。北京的大风日数与前30年相比，可称是“断崖式暴跌”。因此媒体上展开了“谁偷走了北京的风？”的讨论。矛盾指向了内蒙古风力发电场和三北防护林，说是它们挡了京津冀的风。

  专家们的结论倒是一致的，即，不是。但是理由不同。有专家举出了英国的一个风电场研究结果，说只在下游几千米到几十千米内有明显影响，而北京距内蒙古风电场有400公里之遥。我不赞成。因为我国过去曾做过许多农田防护林带减小风速的观测研究，结论是在林带后20多倍林高距离后，风速基本上就恢复了。因为防护林和风机高度很低，而近地面气流厚度很大，一般有一两千米以上。大气中垂直方向对流造成的动量下传作用很快就可使地面风速恢复。如果要几十公里才能恢复，风电场风机的发电密度是否就太低，以致无法利用了？实际上，不管是在“APEC蓝”还是“阅兵蓝”期间，风电场和防护林不都在那儿挡风！

  最近林业专家发声，指出三北防护林不能再背黑锅了，因为防护林不仅不挡京津冀的风，而且吸附清除巨量大气污染物，仅PM2.5就达3000万吨，对改善北方空气质量作用重大！

  不过，治霾最重要的还是源头治理，因为雾霾主要是城市大量排放污染气体，超过了环境容量的结果。在减排的名单中，很重要的一种方式是减少机动车的排放。因为据专家分析，虽然北京市公布的机动车贡献只有约32%，但这只是平均状况，在严重雾霾时不会低于50%。因为在国外发达城市，机动车排放的PM2.5数量都是占第一位的，墨西哥城甚至达到了75%。

  我国城市中机动车的减排措施，主要是单双号限行。据专家总结北京共6次单双号限行，限行效果相差很大，当大气污染不是很严重时，降霾效果确实很好，但在严重时效果便没那么明显。原因是，当污染较轻时一般都是本地产生的污染物，因此效果较好；但当污染较重时多数都有外地污染大气输入。虽然减少同样污染量，其减少比例就不那么显著了。

  但是，问题来了。每逢严重污染日子，汽车单双号限行，企业停产、限产，中小学、幼儿园等停课谁给政府那么大的权力，可以限制老百姓和企业的自由，使社会生活受到这么大的影响？因此，霾作为气象灾害，进入法律的日程便提了上来。天津、河北等省市都已经“入了法”。但是，北京入法后，部分专家有意见了。主要是，霾虽是天气现象，但却是人为加剧造成的。人祸哪能算天灾？因此霾入法会造成排污者为治霾不力找借口，甚至产生“依法脱责”等问题。而且，如果霾入了法，那其他气象灾害，例如酸雨、光化学烟雾等别的环境气象污染是否也可当作自然灾害入法呢？

  可是，依我看来，这些意见都是“书生意气”。立法的目的是为了更好地保护人民健康。如人民健康受损，这个事情比天还大。鉴于治霾不入法不足以保证治霾工作的顺利进行，我们义无反顾。世界上许多国家治霾也是入法的，世界上雾霾一度最严重的英国1952年发生死亡5000人大气污染事件后，就立即立法，划定禁止燃煤的“烟尘控制区”，将所有的燃煤发电厂关停并陆续迁出伦敦。因为与立法有关的问题我们可完全在日益完善中加以解决。

  但是，我国是产煤和耗煤大国。我国的能源结构中煤占了约64%。煤的粗放燃烧，使我国所有各种大气污染物排放量都是世界第一。特别是京津冀及其周边地区，面积只有全国的7.2%，煤的消费量却占了全国33%。这里粗放燃烧产生的污染物比燃煤发电高出10倍多。难怪京津冀的大气污染会如此严重，以致常常达到无风就有霾的程度。

  最近研究表明，京津冀民用散煤燃烧是当地冬季严重大气污染的根本原因（虽然用煤量只占总用煤量的10%，但排污贡献却占了50%~55%）。但我们也不能一个晚上就把农村散煤都换成用电或是用气。

  因此，我国的大气污染治理，不仅是攻坚战，也是持久战，许多专家觉得需要20~30年的时间，最乐观的估计也要到2025~2030年，才可以做到国家二级标准（35微克/立方米），并接近发达国家目前的排放水平。

  但是，我们在治霾行动中确实也看到了曙光。例如，尽管2016年11~12月北京多次连续重霾过程，但北京2016年平均PM2.5（73微克）比2015年又下降了9.9%，是近些年来的最大降幅，已比2012年累计降低了23.7%。计划2017年PM2.5平均进一步降到60微克/立方米。号称“太阳和月亮一个样”，卫星上曾经看不见的中国首霾城市兰州，痛下决心对全市1286台锅炉实现换血式“煤改气治理工程”，107家大中企业“出城入园（远郊的工业园）”，还有单双号限行，乘公交免费经过短短3~5年“靠作风，不靠大风”的奋斗，已经稳稳退出全国十大空气重污染城市，迎来号称“初级兰州蓝”，在2015年巴黎气候大会上荣获“今日变革进步奖”。