從ＡＢＣ到霾

陳　冰

已有13個大城市被定義為褐云覆蓋的熱點城市。包括:曼谷、北京、開羅、達卡、卡拉奇、加爾各答、拉各斯、孟買、新德里、漢城、上海、深圳和德黑蘭。

2009年2月18日，聯合國環境規劃署(UNEP)發布《北京2008奧林匹克運動會——最后的環境評估》報告，指出北京“付出了重大努力，在比賽期間集中改進北京的空氣質量”，并且“空氣質量極大改善了”。

研究表示，為奧林匹克運動會采取的特別措施，同時也因8月份的天氣情況，使一氧化碳(CO)減少47％；二氧化氮(NO2)減少38％；揮發性有機化合物(VOC)減少30％；可吸入顆粒物(PM10)減少20％；二氧化硫(SO2)減少14％。藍天天數(API指數為100或以上)從在2000年的少于180天增加到2008年的274天。

然而，報告注意到，“保持重大改進后的北京空氣質量”依然是個挑戰。北京未來空氣質量挑戰可能集中于更小的顆粒物(PM2.5)，在當前中國并未列入標準，但它仍引起健康問題。

就在此報告發布前的3個月，聯合國環境規劃署還發布了一個大氣褐云報告，講述氣候變化影響之大，成因之復雜。其中，中國的北京、上海和深圳以及孟買、德黑蘭、曼谷、開羅等13個城市被定義為褐云覆蓋的城市，這些城市煤灰水平是所有人造微?？偭康?0％。

“ABC”

關于褐云的研究，起源于20世紀90年代后期實施的一個國際科學合作項目——“印度洋試驗”。

在1995年到1999年期間，一群科學家們在印度洋上空動用輪船、飛機等眾多力量，對這里的空氣展開實驗和研究。他們發現在印度洋、南亞、東南亞和中國南部上空，存在著一個面積相當于美國大陸大小、厚度約3公里的褐色云團，由于是在亞洲地區發現，因此稱其為“亞洲褐色云團”(AsianBrownClouds，簡稱為ABC)。

2002年“亞洲褐色云團”的說法甫一提出，就在國際社會上引起軒然大波。各種針對亞洲環境的指責與非議也隨之而來。然而，隨著進一步的研究發現，亞洲褐色云團并不是亞洲獨有的現象，在美洲、歐洲以及非洲等世界其他地區都有褐色云團的存在，只不過在北美的東海岸和歐洲的部分地區，寒冷的冬季可以使褐云凍結，減少其影響程度。

2003年2月，中國科學院大氣物理研究所研究員石廣玉以聯合國環境規劃署褐色云團科學工作組成員的身份，參加了在瑞士日內瓦舉行的工作組會議。在此次會議上，他發言提出，既然褐色云團不是亞洲所特有，就應取消“亞洲褐色云團”這一名稱。這一要求立即得到印度等亞洲國家同行們的強烈支持。最后，經過商議，決定將“亞洲褐色云團”更名為Atmospheric Brown Clouds，即“大氣褐色云團”，但仍保留ABC的簡稱。

大氣褐色云團是指以細顆粒物為主，懸浮在大氣對流層中的大片污染物。其成分包括含碳顆粒物、有機顆粒物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽以及沙塵等。聯合國環境規劃署在報告中指出，褐云的成因是燃燒化石燃料和傳統生物燃料，在某些地區，從某種意義上來說，直接加重了溫室效應的影響。這是因為大氣褐云中的灰塵和煤煙顆?？梢晕贞柟?、加熱空氣，另外，其中包含的氣體如臭氧將會加重二氧化碳引起的溫室效應。

“亞洲褐色云團”事件之后，中國政府對大氣褐色云團問題給予了高度的關注，國務院領導要求國家環保總局盡快組織開展科學研究。在2002年，由環境科學研究院牽頭，北京大學環境科學與工程學院等單位參與，成立了一項針對褐色云團的研究項目——中國大氣褐色云綜合影響及應對戰略。

參與這一研究項目的北京大學環境科學與工程學院教授邵敏告訴記者，大眾頗感陌生的褐色云團特指印度洋試驗的研究結果，即在遠離人類活動的高空有大量霾層存在。“但在學術上，灰霾與褐色云團所反映的大氣狀況其實是一回事。因為褐色云團的圖像主要來自于衛星遙感圖片，根據不同狀況，其顏色可深可淺，包括褐色、棕色、灰褐色、灰色等?！?/p>

不過，兩者之間也有著微妙的差別:一次灰霾天氣，以城市為中心，可能擴大到周圍區域；而成片的褐色云團，則是一個區域性問題，對包括我國在內的廣大地區乃至全球氣候和環境產生很大影響。

城市與“調光器”

在我國的許多城市，人們都會明顯感覺到天空經?；颐擅傻囊黄?，大氣能見度很低。氣象專家將這種全球常見的低能見度事件稱之為灰霾(霾)，造成灰霾天氣的正是我們頭頂上的這片褐色云團。

已有13個大城市被定義為褐云覆蓋的熱點城市。包括:曼谷、北京、開羅、達卡、卡拉奇、加爾各答、拉各斯、孟買、新德里、漢城、上海、深圳和德黑蘭。

大氣褐云可通過兩種方法減少抵達地球表面的陽光:一些微小顆粒如燃燒煤炭和其他化石燃料產生的酸性因子，將紫外線反射回大氣空間。其他的成因同樣和化石燃料及傳統薪材燃燒相關，尤其是煤炭，在抵達地面前吸收了一部分陽光。這些城市變得更加暗或者光線不穩定，就如同使用了調光器一樣。

上海和新德里，“調光器”的功率大約在10％－25％之間。廣州自上個世紀70年代開始記錄日光強度，證實有20％的下降。1950到1990年間，中國對于日光強度的記錄證明每年有3％－4％的下降，這種趨勢在1970年之后達到高峰。對于印度整個國家，光線漸暗的趨勢在1960到2000年之間，以每年2％的速度下降，而在1980到2004年則翻了一番。

2007年1月19日，長三角地區就曾遭遇罕見的空氣重度污染。其中，上海市區完全籠罩在灰色塵霾之中，能見度小于600米。按照氣象專家的解釋，“霾”天氣預報一般分為三級:輕度霾、中度霾和重度霾。其中輕度霾指空氣相對濕度小于等于80％，且能見度大于5千米且小于10千米的霾天氣；中度霾指空氣相對濕度小于等于80％，且能見度大于2千米且小于等于5千米的霾天氣；而重度霾則指空氣相對濕度小于等于80％，且能見度小于等于2千米的霾天氣。由此不難看出，上海當天的霾天氣已經是重中之重。

復旦大學大氣化學研究中心主任莊國順曾經發表過一篇論文描述當天的空氣狀況——那一天上海市空氣中PM10和PM2.5的濃度，分別達到過每立方米744微克和466微克。而世界衛生組織空氣質量準則的推薦值是PM10和PM2.5的日平均濃度分別不宜超出每立方米50微克和10微克。

在中國的國家標準中，空氣污染指數為50時，對應的PM10濃度為每立方米50微克，剛好符合世界衛生組織的推薦值。而那一天上海市區的空氣污染指數高達413。

北京大學環境科學與工程學院院長張遠航教授研究珠三角大氣污染20余年，他們的研究表明:珠三角空氣有很多污染物，其中那些粒徑小于2.5微米的細顆粒物(PM2.5)，是造成能見度衰退的主要因素。

作為張遠航教授的同事，邵敏指出，“雖然灰霾是氣象問題，但本質是污染問題。我們認為，空氣污染是導致灰霾的內因。我國經濟的持續高速發展，尤其是快速城市化和機動車急劇增加導致的大氣污染日趨嚴重，大氣顆粒物的排放總量一直維持較高的水平，空氣質量未達到國家二級標準的城市占2/3。大氣氣態污染物和細顆粒物濃度升高、大氣能見度顯著下降、大氣環境質量惡化趨勢向較大區域蔓延，顆粒物及氣體污染引起的大氣復合污染進而發生的能見度降低的灰霾天氣日益嚴重?！?/p>

威脅多方

人們之所以對灰霾天氣越來越重視，是因為它對人體的健康產生巨大危害。

聯合國環境規劃署公布的報告顯示，空氣中直徑小于2.5微米的可吸入顆粒物(PM2.5)濃度上升每立方米20微克的話，中國和印度每年會有34萬人因此而死亡。因為那些細小的顆粒物不僅可以進入血液，影響肺部組織，誘發慢性呼吸系統疾病，甚至還會引起癌變。褐色云團相關的PM2.5所致經濟損失，將分別占到中國GDP的3.6％以及印度GDP的2.2％。

遺憾的是，在中國現行的空氣質量國家標準中，只有老三樣——二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物(PM10)，尚沒有關于PM2.5的規定。邵敏告訴記者，要將PM2.5納入國家標準，還將會是一個漫長的過程。估計近期國家環保部門會將臭氧納入國家標準。“這將是一個重大轉變，它標志著我國從單向污染指標的控制向復合控制轉變。作為典型的二次污染物，臭氧控制代表著國家開始針對二次污染物進行大氣污染治理?！?/p>

臭氧破壞植物的二氧化碳吸收能力，導致更多的二氧化碳留在大氣中，從而加劇溫室效應。高濃度臭氧還會降低植物生長力，導致農作物產量下降。這些常識大家早已了然于胸。然而，在這一標準實施之前，我們還不得不面對一連串讓人心驚膽寒的恐怖數據:上海1980－1989年氣溫超過34℃時，死亡率急劇上升。而世界衛生組織定量評價顯示，自從1970年代中期以來發生的氣候變暖所產生的效應導致了2000年全球15萬人的死亡，并且這些影響在將來將變得更大。

預計21世紀末，正在進行的變暖將使潛在的瘧疾傳播區由原來占世界人口45％的地域擴大到占世界人口60％的地域，即每年將新增病例5000萬～8000萬。全球每年有3億～5億人次感染蚊蟲傳染病，如果全球氣候變暖明顯，將增加3－4倍，將有40％～60％的人口生活在傳播帶。

由于灰霾的主要成分為氣溶膠或(和)臭氧及其后體物等大氣成分。大氣氣溶膠可遠距離洲際輸送，橫跨太平洋、大西洋，因而大氣氣溶膠同時對區域氣候異常及全球氣候環境變化有著極其重要的影響。氣溶膠可在高空形成對氣候和環境有重大影響的大氣褐色云團。

大氣褐云通過反射陽光和吸收空氣熱量，遮蓋了地球表面。這兩種減弱光線的現象將對地球表面進行“人工降溫”，根據聯合國環境署的褐云報告，和溫室氣體排放相連的全球氣溫上升，將由于褐云存在而使溫度下降20％到80％。如果褐云一夜消失，全球氣溫可能會上升2攝氏度。加上在20世紀業已增長的0.75攝氏度，褐云的消失將會使全球氣溫上升大大超過2攝氏度，這個事實已經被很多科學家考慮為非常嚴重和危險的情況。

情況的復雜性就在于此。一方面，褐云可以吸收太陽光線的熱量，在一定程度上對溫室效應起到緩解作用。但另一方面，其中含有的顆粒物和臭氧氣體，則會加劇溫室效應。正如邵敏所言，“研究才剛剛開始，要想說清楚，還早得很呢。”

褐云對于溫室變暖現象的減緩，在一定程度上可以構成印度自1950年代以來，在全球變暖的大趨勢下反而沒有受到很大影響的解釋。尤其是從1月到5月的旱季。從某種程度上來說，也可以用來解釋印度夜晚氣溫上升的趨勢，遠遠大于白晝氣溫上升的幅度。

同理，中國大陸每年平均氣溫在過去半個世紀里上升超過1攝氏度。但青藏高原，中國北部，西北部及東北部卻沒有經受同樣的溫度上升。形成對比的是，中國西南及東部中央氣溫卻下降了0.1到0.3攝氏度不等?！皽厥覛怏w效應，大氣褐云和城市化快速發展可以解釋中國這一冷熱增長不均的現象。”

大氣褐云和全球變暖因此很可能會改變原有的東亞季風模式，并導致中國“北旱南澇”的局面進一步加劇。在中國和印度，極端降雨天氣，即超過100毫米的天數明顯增加，超過150毫米的大暴雨降雨天數則翻了一番。更驚人的是，為大多數亞洲河流提供水源的冰川，即印度－庫什－喜馬拉雅－西藏冰川受到巨大影響，正在以更快的速度融化。中國科學院估計自1950年以來，冰川已經縮小了5％，而中國近47000座冰川在過去四分之一世紀里減小了3000平方公里。