科學預測 有效治理 還人類碧海藍天

賈海琴

近年來，我國在天氣領域談論最多的莫屬霧-霾了，因為其不僅使人們很難見到曾經的碧海藍天，更可怕的是其嚴重危害著人們的身心健康，給人們的生活工作帶來極大的不便。因此，霧-霾的有效預測和治理也成為各地專家學者普遍關注的話題。中國氣象科學研究院研究員、國家“千人計劃”專家龔山陵博士，就是其中一位。

龔山陵，1987年留學加拿大多倫多大學，獲化學工程及應用化學博士學位，曾任加拿大環境部高級研究員。2014年全職回國，現任中國氣象局霧-霾觀測預報創新團隊首席科學家，中國氣象局特聘專家，國際著名的大氣化學和大氣氣溶膠數值模式專家，國際空氣質量預警預報專家。在加拿大期間掌握了最前沿的氣象知識，開闊了眼界，積累了豐富的科研經驗。回國后，他開始致力于霧-霾形成機理和治理的技術研究，為我國氣象科研技術的發展做出了巨大貢獻。

成績卓著，碩果累累

在加拿大期間，龔山陵領導研發的加拿大氣溶膠模塊在加拿大環境部的空氣質量預報模式開發中，特別是PM2.5的模擬研究中，起了關鍵的作用。作為首席科學指導，他組織撰寫了“加拿大/美國PM2.5的現狀評估及跨國輸送”，積累了大量PM2.5評估與治理等方面的經驗。發表SCI論文近100篇，他人引用達3365次。他的有關研究成果已被寫入IPCC第3次和第4次評估報告，曾獲加拿大政府頒發的諾貝爾獎IPCC的特別貢獻獎。

龔山陵博士在中國氣象局的沙塵暴數值預報業務系統CUACE/Dust和中國氣象局霧-霾業務預報系統CUACE/Fog-Haze建立過程中發揮了重要的指導作用。其研究結果，在他聯合主編的國際知名科學刊物《大氣化學及物理》上的兩個專輯“ Dust storm forecast and early warning in East Asia” 及“Haze-fog forecasts and near real time （NRT） data application”上得到體現，帶領國內的模式團隊發表關于沙塵暴和霧-霾方面的研究論文共24篇。他獲得了中國氣象局氣象科學和技術工作研究開發一等獎，排名第二。他主持完成了兩項國家重點研發計劃973項目“中國大氣氣溶膠及其氣候效應的研究”和“氣溶膠-云-輻射反饋過程及其與亞洲季風相互作用的研究”中的課題。其中關于區域霧-霾污染形成機制的研究連同項目的大氣氣溶膠、氣溶膠氣候效應被同行專家推薦為973計劃重大成果。

2014年他全職回國后，也積極參與和指導APEC預警預報服務、93閱兵預警預報，評估等重大活動的服務。其中他組織撰寫的APEC評估報告獲得國家領導人批示。他還主導完成了中國氣象局霧-霾數值預報系統升級，有效地提升了霧-霾的預報水平。在結合中國氣象局的環境氣象業務發展戰略的同時，他主導開發了環境氣象指數研發，建立了滿足環境氣象業務的集環境氣象預報，氣象因素評估和減排評估一體化系統，為環境氣象業務發展提供了很好的基礎。他作為專家參加了科技部大氣污染專項指南的編寫，為國家空氣污染的預報和治理提供科技支撐。

另外，龔山陵博士積極參與國家“千人計劃”專家團隊在我國大氣污染治理方面的科學實踐。在中組部人才局的組織和支持下，由70余名國內外頂級專家（國家“千人計劃”，“萬人計劃”專家等）組成了“千人計劃PM2.5特別防治小組”。作為小組的首席科學家，他領導創建了首個系統性“空氣質量智能實時管控平臺”（PALM，Platform for AQ inteLligent Management），探索出了一套科學解決PM2.5治理過程中的“排放底數不清、形成機理不明、系統治理不足”這三個關鍵問題的方法。與國內其它系統相比，該平臺具有三個主要優勢：1.堅持"大氣科學與環境科學"融合研究，揭示中國大氣污染形成機理及規律；2.堅持實施"動態源解析"，準確摸清"污染源排放底數"；3.堅持系統防治，構建了解決"系統治理不足"的綜合平臺。

通過在河北省保定市、廊坊市及河南鄭州市等地進行的科學試驗示范，驗證了該平臺的可行性和有效性，為污染來源解析、應對重污染天氣、靶向治理提供了一個新的科學解決路徑。

霧-霾治理，長期規劃

霧-霾是近年來給我國氣象領域帶來最大困擾的難題，在龔山陵看來，治理霧-霾是一個號脈、開單、抓藥，有步驟系統化的過程。所謂號脈，就是分析霧-霾形成的原因，“籠統地說，霧-霾的成因主要來自三個方面因素的影響，天氣、排放、大氣過程”。說起治霾，龔山陵認為：“對于天氣和排放的影響，大家都不陌生，至于大氣過程則是指排放出的氣體逐漸變成顆粒物以及霧-霾消散的過程”。對于不同的城市，這三者所占的比重各不相同。龔山陵所帶領的團隊建立的化學天氣數值預報系統已經可以預報全國各個城市未來五天的霧-霾狀況，并根據各個城市的特點開單，提供科學的應急響應方案，精確地、定點定量地給出解決方案，具體到哪些污染源應該怎么減，能夠讓決策機構可以提前進行智能調控，選擇一個最合理、最經濟、最有效的方案來減少霧-霾和治理霧-霾，降低霧-霾峰值，并逐步實現削峰減頻。

另外，基于從短期形成具有重污染天氣預警應急響應達到“削峰減頻”、中期評估治理達到“靶向治理”和到長期達到生態文明建設的系統解決方案的研究思路，龔山陵博士帶領科研團隊提出了逐步消除霧-霾的三步方略：

第一步，建立經濟最優化的重污染天氣監測預警應急體系：由于PALM平臺具有主動式、定量化、有目標的預測特征，可以針對霧-霾成因，預先制定最優應急預案，在霧-霾形成之前有計劃的實施對污染源的分級、分區科學調控，既減低甚至消除霧-霾二次污染的放大效應，實現嚴重霧-霾天氣的“削峰減頻”（即減低霧-霾天氣發生頻率、削減峰值濃度），又實現應急方案的經濟最優化。

第二步，實施節能與資源全價開發并行的靶向治理：綜合評估霧-霾的來源（包括內外源貢獻），量化各產業及區域的減排指標，對重點排放源，對癥下藥，實現空氣質量達標。同時實施節能和資源開發技術手段，達到霧-霾治理的最佳經濟效益。如以燃煤為主的工業生產過程，實施燃燒前脫硫、煤資源分級煉制、燃燒后脫硝除塵和全流程系統能效優化，由此調動企業治理霧-霾的積極性。

第三步，遵從生態循環原理，創新生態消霾模式：PALM平臺的生態消霾就是通過生態循環，取之自然，回歸自然。面對農村的燃煤土鍋爐和秸稈焚燒通常方法采取供應潔凈煤和禁止秸稈焚燒的治理方式，采用生態消霾的方法，就是把秸稈和生活垃圾"有償收集"，實施混合生物質的"催化氣化"，生產生物燃氣替代燃煤，生產生物肥料替代無機化肥。若生物燃氣不足，則用太陽能光熱和液化天然氣作為補充，既治理了霧-霾，又產生了新的生態環保產業。該原理可用于電力、燃氣、熱力等多個行業的全面升級換代，帶動太陽能等可再生能源、新型節能裝備、智能控制系統、節能服務等相關產業的發展，形成新生態產業鏈，打造嶄新的生態文明城市。

“治霾技術好有，樹立環保意識很難，只有真正意義上建立起全民環保意識，才能從根本上做到減排治霾。”目前，雖然全民都意識到必須要打響一場治理霧-霾的“保衛戰”，但龔山陵仍憂心忡忡，因為他深知這將是一場漫長而艱苦的“保衛戰”，同時，他也有信心在這場戰斗中當好學科“帶頭人”，并為還人們一個碧海藍天而竭盡全力！