亚搏体育官方平台大风救场除霾PM2,超强厄尔尼

作者: 海外看点  发布:2019-09-20

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超强厄尔尼诺叠加排放致冬季重污染

天坛路,太阳在云后面放射出光线。新京报记者 王嘉宁 摄

新京报讯 昨日,环保部数据显示,2015年11月15日到12月31日,北京PM2.5浓度比2014年同期上升75.9%,造成PM2.5全年改善比例损失15.5个百分点。

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北京市环保局数据显示,去年11月至12月发生重污染8次,共22天,重污染过程使全年PM2.5平均浓度抬高约10微克/立方米。

11月27日至12月1日,北京今年来最严重污染过程终被一场期盼已久的大风驱散。在北风的助力下,昨日京城PM2.5一度个位数,空气质量达到一级优,并登上空气质量最佳城市榜单前列。人们在朋友圈和微博纷纷晒蓝天时不禁疑问,北京治霾只能靠风?

专家分析认为,今冬受超强厄尔尼诺现象等不利气象条件影响,又叠加了排放因素,因此发生了多次时间长、峰值高的空气重污染。

当然不是,减排必须持续进行。不过在冬季,“等风来”或许是效率最高、成本最低、收效最快、成果最显着的一种除霾方式。当然,它的缺点也很明显,比如间歇性不见踪影、千呼万唤不出来等。

去年后两个月22天重污染

根据预报,6日至9日北京的空气不太好,但不会比刚结束的污染过程差。好在10日至11日还有冷空气带来四至六级北风,空气又将好转。

环保部昨日表示,2015年入冬以来,受污染排放和不利气象条件影响,全国出现了几次重污染天气。其中,京津冀及周边地区出现了三次大范围重污染天气。2015年11月15日至12月31日,北京市PM2.5浓度同比上升高达75.9%。

●大风为何能驱霾?

日前,北京市环保局发布2015年空气质量情况显示,2015年前十个月和最后两个月空气质量形成鲜明对比,犹如“过山车”。

显而易见的是,大风可使空气流动性增强,污染物不易滞留,因此达到驱霾的目的。尤其是在静稳天气下——即大气非常稳定,几乎没有风,大气在水平和垂直方向上没有明显的运动,污染物特别不容易扩散,容易在本地滞留。

数据显示,去年截至10月底,PM2.5累计平均浓度为69.7微克/立方米,下降21.8%。但11月至12月发生重污染8次,共22天,使全年PM2.5平均浓度抬高了约10微克/立方米,降幅大大收窄。最终,去年全年PM2.5年均浓度只下降6.2%。

风是让空气活过来的动力。冷空气一来,静稳条件被打破,PM2.5被吹到不同的高度和地区,这样在一个单位体积内PM2.5的浓度就会快速下降。PM2.5被大大稀释,雾和霾也就消散了。

PM2.5积累阶段机动车污染显著

●吹什么风最能驱霾?

市环保局数据显示,2015年重污染日PM2.5平均浓度为239微克/立方米,虽然天数只占全年天数的12%,但对年均浓度“贡献”超过三分之一。

北京受季风影响,冬天盛行西北风,夏天盛行西南风,无论哪种风,风力大都有利于污染物扩散。

市环保监测中心主任张大伟介绍,重污染过程中,PM2.5浓度增速快,特别是污染回流情况下,浓度抬升迅猛。他举例说,11月30日至12月1日的污染过程中,PM2.5浓度12个小时内从53微克/立方米上升至498微克/立方米;12月24日至25日的污染过程中,15个小时内PM2.5浓度由61微克/立方米上升至433微克/立方米,空气质量均在短时间内由二级良变为六级严重污染。

相对而言,西北风更有利于北京的污染物扩散。北京西、北、东几乎三面环山,是一个簸箕地形,偏南风正好是扫把,把污染物往簸箕里扫。如果没有强势的西北风把污染物吹出来,那脏空气就只能在簸箕里聚集。

去年秋冬季重污染来源有何特征?张大伟表示,在PM2.5浓度快速爬升阶段,燃煤影响显著;在PM2.5浓度积累阶段,机动车二次转化加重了重污染的程度。

因此,西北风对雾霾的“杀伤力”最强。

环保专家预计,去年秋冬季至今年春季,尤其是采暖季期间,北京的空气污染形势不太乐观,或许将再发红色预警。

●为何说冷空气是干净的?

追问1

遥远的北冰洋、广袤严寒的西伯利亚是冷空气的发源地。冷空气最初都来自北冰洋地区,然后经过西伯利亚得到加强。这些地区热量收入少支出多,导致气温越来越低,形成冷气团。西伯利亚是一片富饶而尚未充分开发的土地,人口稀少,所以冷空气在形成过程中,并不会受到近地面的“污染”。因此,西北风携带的污染源比较少,比较纯净。

去年后两月拖累全年空气质量?

每当有西北风,一张“据说风已经到张家口”的图就在网络广为流传,因为张家口正位于北京的西北方向,为冷空气必经之路。

市环保局数据显示,去年前十个月,PM2.5浓度降幅“月月攀高”,北京PM2.5累计平均浓度为69.7微克/立方米,如果11和12月继续保持这种态势,去年北京PM2.5年均浓度十分可观。

●多大风力除霾更有效?

不过,去年重污染天一共46天,其中,PM2.5重污染天数42天,但11月至12月发生重污染22天,同比增加15天。数据显示,11月至12月的重污染过程,使北京全年PM2.5平均浓度抬高了10微克/立方米左右,最终去年北京PM2.5年均浓度为80.6微克/立方米,而去年和前年,该数据分别为85.9微克/立方米和89.5微克/立方米。

气象专家称,北京目前的雾霾,至少大于2级的风才可以吹动。只要是系统性的三级以上西北风,对空气质量都会有明显改善作用。

另外一组数据显示,去年PM2.5重污染天虽然只有42天,但对全年的年均浓度“贡献”达到34%,在年均80.6微克/立方米中,占了27.4微克/立方米。

●一场大风能吹走多少霾?

去年最后俩月出现的密集雾霾现象,导致公众从感官上觉得北京的空气质量越来越差,一年不如一年。

一场大风能吹走北京多少霾?环保专家彭应登说,不是“多少”的问题,是有多少吹多少。

为何最后两个月重污染拉高PM2.5年均浓度10微克/立方米左右?张大伟解释,可以这么说,两天空气重污染,就可以导致PM2.5年均浓度改善减少1%。简单来看,一个空气重污染天,需要10个一级优天才能补回来,即所谓的“以一抵十”,所以重污染天对全年空气质量任务的完成来说,挑战较大。

彭应登给出了一个数据,根据测算,近年来,北京每年本地排放的PM2.5大概有8万吨,8万吨除以365天,就是北京本地每天排放的PM2.5。由于冬天排放更大,所以冬天里每天的排放量需要乘以系数1.2,约为263吨。

追问2

●雾霾被吹散到哪儿去了?

这个冬季雾霾成因有何特殊性?

雾和霾都是处于近地面层几十米到几百米厚的天气现象,而整个大气对流层有上万米高。当冷空气靠近,它前锋附近的上升运动会把PM2.5带到更高层的大气。

国家气候中心分析称,去年秋冬季京津冀地区雾霾天气偏多、偏重的原因,主要包括风速减小、相对湿度大、静稳天气多,以及厄尔尼诺影响等。

冷空气能把整个静稳的大气层结完全打破,使得污染物得以稀释和扩散,这是一个物理过程,一部分污染物会进入云层通过降雨或者降雪净化后沉降到地面,一部分通过大气层的自净能力稀释后变成无害物质等。

该中心介绍,去年11月以来,京津冀地区平均风速为1.9米/秒,较常年偏小5%,小风日数(风速≤2米/秒)有33天,较常年同期偏多3天。其中,北京平均风速1.8米/秒,小风日数达35天。风速小、小风日数多,都易造成污染物在近地面层积聚。

●引风奇招

其次,相对湿度大,易造成污染物吸湿增长。京津冀地区平均相对湿度73.8%,较常年同期偏高21%;其中,北京平均相对湿度70.9%,较常年同期偏高36%。

开山引风

此外,静稳天气多,大气环境容量总体偏差。去年11月以来,京津冀地区平均大气环境容量较近10年同期偏低18%,北京偏低24%。而主导风向的传输作用也加重了污染程度,低层大气盛行东南风气流,偏南风使得外源污染物向京津冀一带输送,加重了污染程度。

有人建议,既然大风对消雾有如此“神效”,是否可以给风制造条件,比如在燕山上开个口子引风进来?中国科学院大气物理研究所研究员王庚辰说,设想很好但操作很难。北京的污染、局地的大气环流都是由地形和下垫面来决定的。高山打洞不但不现实,还会引起其他问题。

追问3

城市风道

为什么北京秋冬季节雾霾频发?

此前北京正研究6条主要的通风廊道,包括控制建设高度和密度等,同时打通障碍点,以增强通风潜力。相关专家表示,城市风道属于借力打力,有风可借自然没有问题,但雾霾出现时的静稳天气无风可借,风道还能起到多少作用不好说。而且风可以吹散雾霾,也可以从周边城市吹来雾霾。

气象专家介绍,近地层空气流动性较差是雾和霾形成的重要原因。在夏季,多强对流活动,多大风和降水天气,空气流动性较强,不利于雾和霾的形成。而秋冬季节近地层空气流动性较弱,有利于雾和霾的形成。

人造龙卷风

此外,近年来,秋冬季节冷空气过程减少,天气容易出现静稳和逆温现象,不利于污染物的扩散。

天津大学理学院物理系一名教授参与研究了人造、可控的“龙卷风”,据说可消除城市雾霾。设想是在雾霾多发地建几个龙卷风发生装置,一旦城市出现雾霾后,就开启设备,带动城市空气发生流动,含有雾霾的空气被输运到高空稀释扩散。

专家解释,逆温层是静稳天气的一种。一般而言,在自然界中大气随着高度上升,温度会下降,但有时大气随高度上升温度也上升,这就形成了高层的温度比低层的温度高,即逆温层。此时污染物不易向高空扩散,逆温层就像一个大盖子罩在城市上空,容易形成重污染天。在这种情况下,如果没有较强冷空气或者冷空气“待不长久”,污染物就很难扩散。

对此,有气象专家表示,该装置在建造技术和成本上都存在困难。且人造龙卷风一旦生成,是否能够有效地控制风力、方向和规模,还不能完全保证。

另外,秋冬季天气比较干燥,降水量少,扬尘等污染增加,加上区域性的秸秆焚烧等,在这些综合因素影响下,北京及周边地区秋冬季污染物扩散条件比较不利,容易发生雾霾天气。

追问4

厄尔尼诺如何影响京津冀雾霾?

厄尔尼诺是指赤道中东太平洋平均海表温度持续偏高的一种现象。当海水表面温度持续6个月以上比常年同期偏高0.5℃,则确认为一次厄尔尼诺事件。

国家气候中心预计,2015年12月赤道中东太平洋海温偏暖程度较11月略弱,本次厄尔尼诺事件将持续至2016年春季。

市气候中心副主任王冀介绍,目前,世界气象组织已经认定厄尔尼诺现象达到强厄尔尼诺状态。

实际上,出现厄尔尼诺的年份,北半球一般都会经历暖冬。暖冬期间,冷空气向南伸展的幅度会缩小,导致冷空气势力较弱,容易出现静稳天气。在这种情况下,京津冀地区处于高压底部,偏南暖湿气流又源源不断地向华北地区输送水汽,进一步加强雾、霾颗粒形成。

“因为随着湿度增加,污染物颗粒会吸湿增长,导致能见度降低。”王冀说,所以受厄尔尼诺影响,暖冬下的京津冀,雾霾频率会有所增加,程度也会加重。

追问5

北京地理条件对雾霾有何影响?

除了气象因素和污染排放的叠加,北京特殊的地理条件也一定程度加剧了雾霾的发生。

实际上,北京受季风影响,冬天盛行西北风,夏天盛行西南风,无论哪种风,风力大都有利于污染物的扩散。

不过,相对而言,西北风更有利于北京的污染物扩散。地形上看,北京西、北、东几乎三面环山,是一个簸箕地形,如果刮偏南风,偏南风就好像一个“扫把”,把污染物往簸箕里扫。如果没有强势的西北风把污染物吹出来,那脏空气就只能在簸箕里聚集。因此,西北风对雾霾的“杀伤力”最强。

而且,冷空气最初都来自北冰洋地区,然后经过西伯利亚得到加强。西伯利亚是一片尚未充分开发的土地,人口稀少,冷空气在形成过程中,并不会受到近地面的“污染”。因此,西北风携带的污染源比较少,比较纯净。相反,偏南风经过的地区人类生产生活较多,携带的污染源也偏多。

追问6

汽车尾气对雾霾有多大“贡献”?

在PM2.5的所有来源中,机动车尾气对空气环境质量究竟贡献多大备受关注。

2014年上半年,北京发布了PM2.5来源解析的最新研究成果。北京市全年PM2.5来源中区域传输贡献约占28%至36%,本地污染排放贡献占64%至72%。在本地污染贡献中,机动车、燃煤、工业生产、扬尘为主要来源,分别占31.1%、22.4%、18.1%和14.3%,餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装等其他排放约占14.1%。

也就是说,在北京本地污染来源中,机动车占比超3成,对PM2.5的“贡献”最大。

解析结果显示,机动车对PM2.5产生综合性的贡献。首先,机动车直接排放PM2.5,包括有机物和元素碳等,即一次颗粒物。其次,机动车排放的气态污染物包括挥发性有机物、氮氧化物等,是PM2.5中二次有机物和硝酸盐的“原材料”,同时也是造成大气氧化性增强的重要“催化剂”。另外,机动车行驶还对道路扬尘排放起到“搅拌器”的作用。因此,当时研究结果提出,根据北京市的污染特征,尤其要严格管控机动车污染。

不过,专家强调,治理机动车污染是个综合性的措施,不仅仅是小客车单双号限行,还包括大货车禁行等措施。有数据显示,一辆重型柴油车PM2.5一次排放物等于40辆小轿车,氮氧化物等于20辆小轿车。

追问7

“红警”时单双号限行效果多大?

2015年,北京发布了两次空气重污染红色预警,每次“红警”启动,机动车单双号限行、学校停课等措施备受关注。其中,机动车单双号限行的减排效果成为焦点。

环保专家彭应登表示,启动红色预警主要有两个作用,一是降低污染物累积的速度,其次,是削弱污染的峰值,并提示大家减少出行,做好健康防护。其中,在冬季采暖不变情况下,实施机动车单双号限行,可以减少一次颗粒物和气态污染物的排放量,削减量在四分之一左右。

此前市环保局发布北京史上首个“红警”评估显示,启动机动车单双号限行的措施,发挥了抑制污染的作用。结果显示,单双号行驶等措施也极大减少了高峰时段的怠速排放。交通环境监控站一次污染物一氧化氮的监测结果显示,早高峰时段的峰值浓度出现了明显下降,与其他重污染日相比,降幅接近40%;外围环线的夜间峰值也有明显下降。

市环保局表示,机动车直接排放水平的降低减少了向PM2.5的二次转化,对抑制污染程度进一步加重起到了积极作用。

“单双号”对降低PM2.5效果

●2008年7月1日至9月20日

2008年奥运期间,从8月8日至24日奥运会召开的17天,全市空气质量天天达标,污染物浓度全面下降50%,创造10年来历史最好水平。

●2014年11月3日至11月12日

APEC会议期间全市PM2.5平均浓度为43微克/立方米,各类主要大气污染物平均削减50%左右。机动车排放污染物总量大幅下降。通过全市单双号行驶、渣土车与黄标车禁行等措施,其中,NOx减排44%,颗粒物减排58%,挥发性有机物VOCs减排49%。

●2015年8月20日至9月3日

阅兵单双号期间PM2.5平均浓度为17.8微克/立方米,同比下降73.2%。此次保障措施中,包括机动车单双号限行等所有机动车减排措施对PM2.5浓度下降贡献最大。

●2015年12月8日至10日

首次重污染红色预警,机动车单双号限行的措施发挥了抑制污染的作用,极大减少了高峰时段的怠速排放。交通环境监控站一次污染物一氧化氮的监测结果显示,早高峰时段的峰值浓度降幅接近40%。

●2015年12月19日至22日

第二次红色预警,在不同的时段,PM2.5实际监测浓度下降了10%至30%,对削弱污染峰值效果明显。(原标题:超强厄尔尼诺叠加排放致冬季重污染)

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