中科院灰霾研究專項組解讀2013年霧霾 回應數(shù)據(jù)與公眾認知的偏差
弱風高濕逆溫 致十一車少霾多
近日,北京市環(huán)保局發(fā)布,截至2013年12月31日,北京地區(qū)全年PM2.5年均濃度為89.5微克/立方米。五級重度污染和六級嚴重污染共58天,占全年的15.9%。而市民印象格外深的是,去年1月份北京連續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣,十一長假中許多車輛離開北京后卻霧霾頻出等等。
在諸多數(shù)據(jù)與市民認知存在一定偏差的背后,種種疑問急需進一步解讀。2013年的空氣監(jiān)測結果到底呈現(xiàn)哪些新變化?民眾應該如何理性看待有關霧霾的種種數(shù)據(jù)?記者為此專訪了中科院大氣物理研究所“大氣灰霾追因與控制”專項組。
解讀
2013PM年均值
比2012略低
健德門橋西南角,中科院大氣物理研究所鐵塔分院,一排白色的板房中,監(jiān)測儀器嗡嗡作響,電腦屏幕上曲線與數(shù)字不斷變化,顯示著此監(jiān)測點周圍PM2.5的濃度變化。
“這兩年北京市的空氣PM2.5值變化不大,根據(jù)觀測,2013年的PM年均值比2012年要略微低一些。”中科院大氣物理研究所研究員王躍思說。他負責的“大氣灰霾溯源”外場觀測項目組,是“大氣灰霾追因與控制”專項組中的一部分,負責對2013年北京的大氣狀況進行全年監(jiān)測。
北京城市氣象研究所數(shù)據(jù)顯示,2013年進入1月后,北京共出現(xiàn)4次霧霾天氣過程,霧霾天數(shù)為1954年以來同期最多。1月PM2.5均值為142.8微克/立方米。對此王躍思認為,PM2.5濃度的增加,直接導致霧霾天氣頻發(fā)。而在燃煤供暖季中極其不利于污染物擴散的靜穩(wěn)天氣過程和氣象條件是大面積霧霾污染形成的客觀原因。
2月至4月是霧霾平淡期,其中4月份是北京地區(qū)前5個月空氣質量最好的一個月,11天達到了空氣質量一級標準(PM2.5日均值小于35微克/立方米)。王躍思表示,2月份由于正值春節(jié),煙花爆竹的燃燒會對霧霾產(chǎn)生一定的影響,所以2月份PM2.5均值為93.1微克/立方米。在北京大部分地區(qū)采暖期結束,空氣中顆粒物的濃度也相應降低。“取暖后比取暖前主要大氣污染物的平均下降率均在50%左右,在4月出現(xiàn)了全年次低值43.9微克/立方米。”
從5月份開始,隨著氣溫的升高,大氣中的顆粒物濃度也逐漸上升,到了6月份北京市的PM2.5達到了年度第二高峰值,達到92.1微克/立方米。王躍思認為,溫度快速升高會導致大氣氧化能力增強,通過光化學反應產(chǎn)生的二次顆粒物的增加,是細顆粒物濃度顯著升高的主要原因。“7月、8月就開始的雨季,污染物濃度也會隨之降低,7月份達到了PM2.5全年最低值,39.5微克/立方米。”
釋疑
十一車少霧霾多 歸因弱風高濕強逆溫
2013年的國慶期間,北京市出現(xiàn)了兩次強霾污染,分別是在9月26日至10月1日與10月4日至7日。王躍思帶領的“大氣灰霾溯源”項目組針對這兩次強霾污染過程進行了跟蹤監(jiān)測,并對其成因進行了分析。
據(jù)項目組監(jiān)測,兩次污染過程PM2.5最高日均濃度都超過了250微克/立方米,達到了重度污染水平。微博中,有網(wǎng)友開始調侃,“北京城內許多車輛都不見了,怎么霧霾還越發(fā)嚴重了,車輛又被當做替罪羊了。”
王躍思認為,氣象條件是導致這兩次強霾的主要原因之一。兩次污染過程氣象條件的共同特點都是:弱偏南風、高濕、強逆溫和極低的混合層高度。空氣污染主要集中在北京及河北北部和西南部,低壓移進華北時,弱偏南風輸送將污染物堆積到北京山前地區(qū)。之后幾天的弱風、強逆溫與極低混合層高度,極其不利于污染物的擴散,從而造成京津冀區(qū)域重霾污染持續(xù)。“這將是今后若干年內京津冀出現(xiàn)強霾污染過程中的典型氣象條件。”
王躍思發(fā)現(xiàn)與2013年1月份強霾污染過程不同的是,十一期間的兩次污染過程中,硝酸鹽的比例有所上升。與冬季強霾污染過程相比,硝酸鹽占PM2.5比例從6%上升為17%。“引起這一顯著變化的原因是夏秋季節(jié)機動車排放NOx(氮氧化物)向硝酸鹽的轉化效率增高,根本原因是燃油和燃煤過程NOx排放沒有得到有效控制。”數(shù)據(jù)表明,重霾污染時段NOx濃度均超過150微克/立方米,是平時的3倍,并伴隨CO(一氧化碳)濃度上升,表明機動車為重要排放源。王躍思認為,這個時間段正值假期,雖然城區(qū)車輛減少,但是自駕車出游造成整個區(qū)域機動車出行量增加。機動車平均出行量與活動水平的增加,增大了尾氣排放量。“這也說明PM2.5影響是區(qū)域性的,在城里開車或是郊區(qū)開車,實際上影響效果是一樣的。”
變化
霾與逆溫惡性循環(huán) 秋季污染顯著增加
與往年相比,2013年北京地區(qū)的霧霾出現(xiàn)了一個新變化,即秋季污染顯著增加。據(jù)中國氣象局消息,北京9月份的霧霾日達到了16天,是常年(3.6天)的4倍。以往秋高氣爽的現(xiàn)象不再有,取而代之的是白茫茫的霧霾遮天。
“秋天空氣濕度大,容易生成霧,霧和霾相互作用會加大霾污染。”王躍思解釋,秋天正午陽光足空氣較熱,而早晚溫度又會很低。在正午陽光的照射下,地表的水汽會蒸發(fā)到空中,到早晚降溫以后水汽凝結就容易形成霧。這時候汽車等排放的污染物粒子夾雜在霧中,實際上就是公眾看到的霾。秋季霾污染的產(chǎn)生主要是由秋季特殊的氣候條件造成,并且按照目前的情況來看,以后秋天的霧霾還會更加嚴重。
秋天形成的霧是輻射霧,因為霧遮著太陽,所以霧是熱的,地表是涼的。這樣熱量就會從空氣傳到地面,科學上也稱長波輻射。王躍思強調,正常情況下,正午的陽光很強,通過照射會把霧照散。但是,在霧霾天氣,雖然霧霾中的水汽會蒸發(fā)掉,但是顆粒物還是會懸浮。這樣地表溫度就一直很低,而上空的霧霾溫度很高,這就是大氣物理中所說的逆溫。
“霾污染引起的逆溫造成了上下空氣對流的終止,減少了空氣流動,這又進一步導致了霧霾的持續(xù)。”王躍思說,在沒有霾污染的情況下,正午陽光把霧散開之后,地表空氣會因受熱膨脹而上升,同時會補充進空氣。“比如城市空氣受熱上升,郊區(qū)的空氣就來填補,這樣循環(huán)起來就形成了風。”但是,現(xiàn)在的秋季由于霾污染的影響,再加上由于北京市區(qū)本身高樓大廈比較多,正常的空氣上下對流幾乎處于終止的狀態(tài),從而導致了霾污染的持續(xù),這就形成了一個相互制約的惡性循環(huán)。
